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「碳纤维」什么是碳纤维复合材料?(碳纤维是什么材料的详细解读)

发表时间:2020-10-10 18:46:88  作者:碳纤维复合材料工程师 阅读数:

  碳纤维指的是碳元素含量在90%以上的纤维,主要是从石油沥青、人造丝以及预聚物聚丙烯腈中提炼出来,以碳纤维原丝存在,原丝的实验分析,这是一个高强度、高模量的纤维,并且具备非常好的耐高温性能,成为了很多高精密以及高性能要求行业材料的首选,那什么是碳纤维复合材料呢?和碳纤维区别在哪里呢?
碳纤维丝束

  碳纤维复合材料其实是碳纤维原丝和树脂融合后形成的新复合材料,碳纤维原丝太细,没办法成为一个整体,就需要用到树脂来浸润使得每一个碳丝结合在一起,再经过特殊工艺生产加工,才能成为我们常见的制品。

  那碳纤维复合材料简单来理解,就是碳纤维原丝是一根一根丝跟头发一样,那在作为具体产品的时候,一根一根丝不好操作,需要用树脂,类似于胶水进行每个丝之间粘接,让所有原丝成为一个整体,这样做出来的碳纤维复合材料被叫做碳纤维预浸带,然后预浸带经过铺层再加工模压或者热压罐等方式成型,也就是从丝到面再从面到形状的过程。

  碳纤维复合材料的性能优势,因为增强体是碳纤维,所以该材料的力学性能非常好,继承了碳纤维的高强度、高模量、耐疲劳、抗腐蚀等特点,也就被很好的应用在多个行业。

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相关问答
问:碳纤维复合材料为什么这么贵?
答:碳纤维为什么这么贵,其实说的是碳纤维制品价格比较贵,往往是同样金属材料的几倍价格,我们能够了解到的就是汽车碳纤维上面的碳纤维引擎盖,如果
车辆碰撞以后出现损坏,往往价格都要上万,那造成碳纤维制品价格比较贵的原因其实有两方面,一方面是碳纤维材料本身的成本比较贵,另外一方面就是碳纤
维制品生产工艺流程原因,没办法全部机械化生产。
碳纤维复合材料在制作就比较复杂,需要树脂来浸润,使得每一根碳丝都能链接,这样才能更好的保证产品性能,在制作完成的碳纤维制品中不管是抗剪切能力
还是抗拉伸能力都表现更好。
在碳纤维制品生产工艺上面,也有很多种,那这里我们说一说碳纤维制品生产厂家常见的几种工艺:
真空成型法:碳纤维复合材料成为预浸带以后,经过铺叠在模具以后,需要在一定的压力下成型,利用封闭的真空压力使得成型后的制品外观更好,产品性能更
好,使得整个碳纤维制品更紧实。
缠绕成型:主要是一些复杂管状的产品,通过碳纤维复合材料细丝卷在芯模上面,然后固化脱模的工艺。
模压成型:采用上下两个模具,通过压力作用于模具上面使得产品加热以后固化成型。
卷制成型:卷制成型跟缠绕成型类似,智上卷制成型直接采用碳纤维预浸带,进行芯模上面卷制,然后脱模完成。
这些工艺看上去很简单,但是每一个步骤都是要人工,比如铺叠,裁剪,卷制的PP膜覆盖,再到后面的脱模以及机加工等。使得了碳纤维复合材料制品价格也就比较贵。

问:碳纤维是塑料么?
答:碳纤维不是塑料,它的主要成分就是碳,看上去就是黑乎乎的一大堆。它的主要用途是作为塑料的增强剂,掺在塑料里面形成碳纤维增强塑料(carbon fiber
reinforced plastic,简称CFRP)。所以,碳纤维不是塑料,那位学工程的可能是习惯把CFRP简称为碳纤维。

问:碳纤维可以应用在哪些方面?
答:碳纤维具有很多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属
之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。所以碳纤维拥有这么优异的性能,发挥在军事以及民用工业等各个领域。列如,土木建筑,
航空航天,汽车材料,无人机,体育用品等。

问:碳纤维复合材料对人体有害么?
答:碳纤维产品通常是非常光滑有光泽的,这就是做了表面处理,我们无法接触到碳纤维材料。对人体自然是无任何影响的。有些人使用碳纤维地暖的朋友还担心
产生辐射,这完全是空穴来风。正常情况下,它对人体是没有伤害的。因为它是国际公认的、安全的环保材料。但是碳纤维合成塑胶遇意外燃烧时,会产生高毒性浓
烟和碳银粒子。

问:碳纤维材料有什么缺点?
答:碳纤维材料的缺点就是:贵!!相比传统的铝合金、钛合金、钢铁材料等贵好几倍。与金属材料相比,抗冲击能力稍微弱一些,但是更多的力学性能反而更强。

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