碳纤维增强复合材料
尽管碳纤维可单独使用发挥某些功能,然而,它属于脆性材料,只能将它与基体材料牢固地结合在一起时,才能利用其优异的力学性能,使之更好地承载负荷。因此,碳纤维主要还是在复合材料中作增强材料。
根据使用目的的不同可选用各种基体材料和增强树脂、碳、金属及各种无机陶瓷,目前使用的多、广泛的是树脂基复合材料。(姜作义。特别是进入90年代以后,由于PAN基碳纤维性能优越,应用领域日益扩展。张和善.纤维-树脂复合材料技术与应用【M】.北京;中国标准出版社,1990.30)1)电阻值的下降与碳纤维含量的增加并不成正比;(王钧、杨小利、刘东等 碳纤维增强复合材料电阻率-温度特性研究【J】.武汉理工大学学报,2001.23(12))
2)耐高温和低温性好,在3000℃非氧化气氛下不熔化、不软化,在液氮温度下依旧很柔软,也不脆化;
3)耐酸性好,对酸成惰性,能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀。除此之外,碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗、吸收有毒气体和使中子减速等特性。
由于原料及制法不同,碳纤维可以从以下两个方面进行分类:
1)根据碳纤维的力学性能可分为高模量、超高模量、高强度和超高强度4种
2)根据原丝的类型可分为聚腈基碳纤维、纤维素基碳纤维、沥青基碳纤维、酚醛基碳纤维等。
二:碳纤维复合材料的原料
1.碳纤维的常用品种
碳纤维品种分类有四种:一是按原丝分子分类,有PAN基、沥青基、黏胶基三类;二是按性能分类,有通用、标准、高强高模、高导热、活性等碳纤维;我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。三是按应用领域分类,有航空用、工业用的碳纤维;四是按应用于复合材料基体分类,有树脂基用、金属基用、陶瓷基用、CC用碳纤维。
2.纤维编织布
碳纤维编织布适应一些特殊制品的需要而发展起来的,例如的端头帽、飞机的刹车片,它们不能用简单的纤维迭层方法制造,否则有些方向强度太低。一种简易的编制布是X-Y方向正交的方格和斜纹布。更复杂的是三方向、四方向、七方向和九方向的编织物,那是根据特殊设计要求而制造的,没有商品。编制平面部即可用于结构件,优点是制品工艺过程形态稳定,又可用于装饰品,得益于它漂亮的花纹。CFRP所制的钓鱼竿长而好,刚性大,钓鱼竿在弯曲之后能迅速复原,使其传递诱饵的感觉较为灵敏。应用3K斜纹布制作汽车排气筒和汽车控制台面就为美观。
东莞市明轩碳纤维科技有限公司位于东莞市南城蛤地工业区,主要以碳纤维板、碳纤维管、碳纤制品的生产及CNC加工为一体的生产型企业。
碳纤维复合材料在层间强度低,在钻孔过程中,如果复合材料构件所受的钻削轴向力过大,导致层间应力过大,超过其基体树脂的强度就会引起分层等缺陷。碳纤维复合材料属于各向异性材料,其纤维铺层方向对制孔有较大影响,特别是单向板制孔时,钻孔处的应力集中且较大极易引起劈裂。北京:化学工业出版社,2004)而且树脂本身又具有广泛性的余地,素以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料(贺福、王茂章碳纤维及复合材料【M】。