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為什么碳纖維的強(qiáng)度這么高

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:編輯人氣:發(fā)表時間:2018-03-24【

  我們都知道,碳(C)纖維是一種性能非常好的材料(Material),有耐高溫、耐腐化侵蝕 、耐摩擦、強(qiáng)度(strength)高、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。一般來說,材料的重量越重,強(qiáng)度(strength)就越高,例如金屬、塑料(結(jié)構(gòu):合成樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料),但碳纖維的重量只有鋼材的四分之一,強(qiáng)度(strength)卻比它高出幾倍之多,是什么原因讓它擁有這么高的強(qiáng)度(strength)呢?

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    碳(C)纖維之所以具有如此高的強(qiáng)度(strength),目前普遍認(rèn)為是由于碳原子(化學(xué)式:C) 排列很整齊所致。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。而且,纖維越細(xì)其相對強(qiáng)度也越大,這是因?yàn)榧?xì)纖維上的缺陷少。增大層狀結(jié)構(gòu)的面積。并把它們像層層地疊加起來,可以提高纖維的硬度(Hardness)模數(shù)。硬度模數(shù)高的纖維就像非常硬的彈性,當(dāng)加上很大載荷時,它的伸長量也很小。硬度高再加上強(qiáng)度大,使碳纖維有很廣泛(extensive)的用途,如制造需要經(jīng)得住巨浪拍打而不變形的賽艇船殼。碳纖維的發(fā)展趨勢(trend)是強(qiáng)度越來越高,如20世紀(jì)80年代主要以3000MPa的碳纖維為主,90年代末纖維的強(qiáng)度則達(dá)到7000MPa,并開始應(yīng)用于工程(Engineering),據(jù)測算碳纖維的理論強(qiáng)度可達(dá)150GPa。     看了上面的網(wǎng)站內(nèi)容,相信你對碳纖維的強(qiáng)度高的原因有一定了解(Find out)了吧。碳纖維的性能這么好,不僅可以加工成機(jī)械配件、體育用品、建筑材料(Material),項(xiàng)鏈?zhǔn)罪椀妊b修飾品品也能用它來制造。

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