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碳纤维为何被称为“新材料之王”

2017-01-03 行业新闻
      随着科技的不断发展,碳纤维技术已经日趋成熟,其性能已经遥遥领先于其它新材料,成为航空、航天、军工、体育、建筑、医疗等领域等行业的重要材料,深受人们欢迎,那么有比碳纤维更好的材料吗?
 
  1、在比强度、比模量方面,值越大越好。碳纤维的比强度和比模量远远领先于高强钢、铝合金、芳纶纤维和硼纤维。这意味着在承受同样负荷的情况下,采用碳纤维时构件的重量最轻;或达到某一刚度的构件,采用碳纤维时材料最省。
 
  2、热胀冷缩是材料的固有本性,由于温度的变化引起结构尺寸的变化,以及产生的温度应力,是生产产品时需要考虑的问题。钢材的热膨胀系数为13×10-6,在正、负最大温度变化情况下,可能会使结构产生很大的温度应力,给结构造成威胁。例如卫星在几万公里上空运行,通过卫星天线和地面进行信息联系,当卫星面向太阳时,卫星天线温度升到+121℃左右,而当卫星运行背向太阳时,环境温度一下子降到﹣157℃左右,如此大的温度变化和温差,会使采用一般材料制成的结构产生很大的变形,导致信息传输质量下降。碳纤维材料的热膨胀系数在﹣1.4~+1.7×10-6之间(随不同牌号而异)。是可以达到热不胀冷不缩的理想材料。
 
  3、任何一种材料都有使用寿命问题,抗疲劳性能就是标志材料使用寿命的标准之一。碳纤维具有良好的抗疲劳性能。在失效循环次数为10万次条件下,它的允许施加材料弯曲强度90%的应力,在失效循环次数为1000万次的条件下,允许施加材料弯曲强度80%的应力。而钢材只允许施加钢材弯曲强度50%的应力和40%的应力。
 
  在这个科技飞速发展的现代,不断有新材料出现,虽然碳纤维不一定是最好的材料,但是和大多数材料材料相比,要优越许多,所以碳纤维才被成为“新材料之王”。

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