碳纖維本身是一種耐高溫的優秀材料,理論上可以達到2600℃,但往往碳纖維并不會單獨使用,需要與固化劑如環氧樹脂進行復合制成成品,環氧樹脂的燃點并不高,碳纖維復合材料的耐高溫性能就會有局限性。
優點:
(資料圖)
1、碳纖維材料拉伸強度高、密度小,與以前的金屬材料相比,它具有質量輕,強度高,韌度高,與塑料制品相比,強度是塑料制品的幾十倍。
2、碳纖維材料耐高低溫性能好,導熱系數高,會隨溫度升高,還具有收縮趨勢,尺寸穩定性好,耐疲勞性好。
3、抗腐蝕,抗老化,耐用,無論在腐蝕性環境和惡劣的露天環境下作業,使用壽命都可達15年以上。
缺點:
1、耐磨性差、成型后直接用砂紙即可磨下炭粉。
2、價格高,工藝復雜,產量有限。
3、易斷裂,機械加工很不容易。
1、體育器械
運動器材是碳纖維復合材料較早進入的領域。該領域的生產技術和工藝相對成熟,也形成了對碳纖維穩定性的需求。碳纖維魚竿、碳纖維網球拍、碳纖維高爾夫球桿都是碳纖維在運動器材中的典型應用。碳纖維復合材料用于制造運動器材,不僅可以減輕運動員的負擔,還可以提高運動員的表現和技術水平。
2、航空航天
碳纖維復合材料在運動器材領域應用成熟后,也開始應用于火箭、人造衛星、空間望遠鏡等航空航天領域。20世紀70年代,美國率先開發了碳纖維復合機翼,將其用量提高到13%。與原鋁合金結構相比,中國還使用了大量的碳纖維復合材料,減重約31%T碳纖維復合材料作為次承力件,也開始成為國產軍民航空器的標準配置。
3、軌道交通
我國軌道交通的技術實力有目共睹,行駛速度和穩定性得到全世界的認可。技術人員仍致力于輕量化列車,降低能耗。軌道車身采用傳統金屬材料,能滿足列車車身強度的要求,但整體重量大,能耗高。碳纖維復合材料制造列車車身可以減輕整車重量的30%左右,提高列車高速運行時的性能。
4、醫療器械
碳纖維復合材料也廣泛應用于醫學領域。其輕質高強度的優點可用于提高醫療床板的承載能力,在診斷和治療過程中,藥物、血漬、酒精等滴落在表面不會造成損害。碳纖維復合材料的鋁當量也小于金屬材料,其X射線滲透率高達98%。可用于制作放射性醫療板、頭部支架等部件,減少X射線的劑量,保證成像清晰。
5、汽車制造
汽車是人類旅行的主要工具之一。隨著新能源汽車的日益普及,對汽車本身的輕量化和耐久性提出了更高的要求。碳纖維復合材料以其優異的機械性能和耐腐蝕性,已應用于汽車零部件的生產,如車身、傳動軸、電池箱、內飾等。
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