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碳纖維硬度高嗎

2023-04-21 09:04:27 作者:蔡金盛
高。碳纖維材料是一種比普通鋼硬度高10倍的超硬材料,僅次于金剛石的硬度,他的拉伸度為T300、T500、T700、T1100。以前碳纖維300都依賴于進(jìn)口,現(xiàn)在我國(guó)的碳纖維材料已經(jīng)領(lǐng)先于世界水平T1000。我們生產(chǎn)的T1100目前是屬于世界最頂端,現(xiàn)在德國(guó),日本等以前我們依賴進(jìn)口的國(guó)家,目前都是從我國(guó)進(jìn)口。

由于碳纖維材料的超硬度,超拉伸和大大輕于鋼鐵的一種新型材料,一厘米的一條碳帶,就有四千多條碳絲組成,其細(xì)度是一根頭發(fā)絲的十分之一,這樣的高端技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品,其用途之廣,我敢說(shuō)你是想象不到的。我舉個(gè)例子,一個(gè)軸承達(dá)到2000轉(zhuǎn)速時(shí)就發(fā)熱,達(dá)到2500轉(zhuǎn)時(shí)基本就到了報(bào)廢的程度。用碳纖維材料生產(chǎn)的軸承,可以達(dá)到一萬(wàn)轉(zhuǎn)以上,而且不發(fā)熱。只要機(jī)械所用轉(zhuǎn)速超過(guò)2000轉(zhuǎn)的,目前都采用碳纖維材料。目前為止,我國(guó)的需求與供應(yīng),出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)。我們國(guó)家現(xiàn)在所有碳纖維生產(chǎn)廠家,聯(lián)合起來(lái)的供應(yīng)量不到20%,還有80%的缺口待補(bǔ)。還不包括出口的需求量。

拓展資料

一、碳纖維的組成:碳纖維是由含碳量極高的有機(jī)聚合物纖維沿纖維束方向堆積而成。但目前公認(rèn)的高硬度和超強(qiáng)抗剪切性,并不完全是材料特性帶來(lái)的。決定性因素之一是臨界間隙。當(dāng)纖維間的堆積低于某一臨界值時(shí),纖維間的纖維孔隙率指數(shù)將決定纖維的硬度、抗剪切性和抗拉伸性。

二、硬度下降的原因:導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降的臨界孔隙率為1%-4%。當(dāng)孔隙體積含量在0-4%范圍內(nèi)時(shí),孔隙體積含量每增加1%,層間剪切強(qiáng)度降低約7%。此外,孔隙含量越高,孔隙尺寸越大,并且顯著減小了層壓材料中層間界面的面積。材料受力時(shí)容易沿層間破壞,這也是層間剪切強(qiáng)度對(duì)孔隙相對(duì)敏感的原因。

三、碳纖維的主要性能特點(diǎn):

1、比重輕,密度是鋼的1/4,是鋁合金的1/2;

2、強(qiáng)度高,抗拉強(qiáng)度在3500 MPa以上,比強(qiáng)度為鋼的10倍;

3、模量高,彈性模量在230 GPa以上;

4、耐超高溫,在非氧化氣氛條件下,可在2000℃時(shí)使用;

5、耐低溫,在-180℃低溫下,碳纖維依舊具有彈性;

6、耐酸、耐油、耐腐蝕、耐久性強(qiáng);

7、熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)大,耐急冷急熱,即使從 3000℃的高溫突然降到室溫也不會(huì)炸裂;

8、耐磨性好;

9、導(dǎo)電性能良好。

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