碳纖維材料的優(yōu)缺點各有哪些?
碳纖維板材的出現(xiàn)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(dǎo)電、質(zhì)輕、易加工等多種優(yōu)異性能,正逐步征服和取代傳統(tǒng)材料?,F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航天、航空和軍事領(lǐng)域。
碳纖維復(fù)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(jīng)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(xué)性能異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復(fù)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(fù)合材料的性能及缺點。當CFRP復(fù)合材料與鋁,質(zhì)量最輕的金屬之一,相比較時,根據(jù)基本假設(shè),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(jié)果,比如,材料的檔次和質(zhì)量不同,復(fù)合過程,生產(chǎn)過程,纖維結(jié)構(gòu)及品質(zhì)也需要被考慮在內(nèi)。
碳纖維板材的缺點也不能忽視。
成本高——盡管CFRP復(fù)合材料性能優(yōu)異,為什么碳纖維沒有廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)呢?目前,CFRP復(fù)合材料生產(chǎn)成本過高。根據(jù)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(fù)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(chǎn)品的涌現(xiàn)指日可待?;蛟S有生之年,我們將有望見證高性能碳纖維產(chǎn)品在消費市場,工業(yè)生產(chǎn)和汽車制造中的大范圍應(yīng)用。
玻璃纖維棒是絕緣的。許多產(chǎn)品使用玻璃纖維棒,而不能用碳纖維或金屬替代,是因為其要求具備嚴格的絕緣性。在公用設(shè)施生產(chǎn)中,許多產(chǎn)品都需要使用玻璃纖維。例如,梯子的生產(chǎn)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(dǎo)電性極強,后果則不可想象。