碳纖維材料的優缺點各有哪些?
碳纖維增強復合材料,不同于其他使用傳統纖維,如玻璃纖維或芳香族聚酰胺纖維等的FRP復合材料,CFRP復合材料的優良性能包括:重量輕——傳統玻璃纖維增強復合材料采用連續的玻璃纖維,其含量為70%(重量玻璃/總重量),每立方英寸的密度通常為0.065磅。
碳纖維板材的缺點也不能忽視。
在公用設施生產中,許多產品都需要使用玻璃纖維。例如,梯子的生產使用玻璃纖維作為梯架,原因在于:當玻璃纖維梯子與電力線接觸時,觸電的可能性會降低許多。而碳纖維梯子導電性極強,后果則不可想象。
碳纖維板材的出現是材料史上的一次革命。碳纖維是目前世界首選的高性能材料,具有高強度、高模量、耐高溫、抗疲勞、導電、質輕、易加工等多種優異性能,正逐步征服和取代傳統材料。現已廣泛應用于航天、航空和軍事領域。
碳纖維復合材料主要運用在汽車上,碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學性能異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為 23000~43000Mpa也高于鋼。接下來隨小編一起來了解碳纖維復合材料的性能及缺點。當CFRP復合材料與鋁,質量最輕的金屬之一,相比較時,根據基本假設,等強度的鋁材,其重量約為碳纖維體的1.5倍。當然實驗中也存在許多其他變量,可能會影響對比結果,比如,材料的檔次和質量不同,復合過程,生產過程,纖維結構及品質也需要被考慮在內。
碳纖維板材的缺點也不能忽視。
成本高——盡管CFRP復合材料性能優異,為什么碳纖維沒有廣泛地應用于產品生產呢?目前,CFRP復合材料生產成本過高。根據當前的市場情況(供給和需求),碳纖維的種類(航天VS商品級),纖維束的大小不同,纖維的價格也判若云泥。每磅碳纖維原材料的價格,可達5-25倍玻璃纖維價格不等。而相比于鋼材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。管碳纖維復合材料的成本居高不下,然而伴隨著科技進步,更多高效益產品的涌現指日可待。或許有生之年,我們將有望見證高性能碳纖維產品在消費市場,工業生產和汽車制造中的大范圍應用。
在公用設施生產中,許多產品都需要使用玻璃纖維。例如,梯子的生產使用玻璃纖維作為梯架,原因在于:當玻璃纖維梯子與電力線接觸時,觸電的可能性會降低許多。而碳纖維梯子導電性極強,后果則不可想象。