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碳纤维是什么材料

时间:2023-12-11 16:14:01 浏览:10

“碳纤维”这个词现在真的经常出现。大一点的时候是碳纤维材料的飞机轮船导弹,小一点的时候是碳纤维材料的汽车自行车,甚至是碳纤维材料的桌椅板凳(如下图,是碳纤维材料的椅子),那么为什么碳纤维这么受大家欢迎呢?

碳纤维其实是一种以碳元素为主的纤维,如下图所示,是碳纤维和头发的最新对比,更细的是碳纤维。你可以看到碳纤维有多薄。

其实单根碳纤维也不是什么稀罕事。就材料类型来说是很常见的。例如,一种经常用于碳纤维的材料被称为“聚丙烯腈”。这个东西你可能看着很奇怪,但只要你说另一个东西,——“腈纶”,大家都会很熟悉。腈纶的主要成分是聚丙烯腈,很多人的衣服都是腈纶,所以这些腈纶衣服和碳纤维一样。

那么为什么同样的材料,碳纤维,被称为“黑金”,而腈纶是一种常见的化纤材料呢?

只要把碳纤维放大,就知道为什么碳纤维和普通腈纶不一样了。可见碳纤维不是单一的纤维,而是大量密集的纤维整齐排列在一起。俗话说“众人拾柴火焰高”,正是因为碳纤维的共同作用,这种材料才变得与众不同。你可以看到碳纤维有草席的质感,因为这些碳纤维是由一捆捆的材料编织而成的。

简单来说,这些碳纤维制造得越细,相同尺寸的碳纤维材料中的碳纤维就越多,碳纤维就越强。比如中国最近刚刚突破的“48k大碳纤维丝束”,就是说一束碳纤维中有4.8万根碳纤维,比之前的12k碳纤维先进很多。

说了这么多,碳纤维有什么好的?

简单来说,碳纤维从材料性能来说,强度高,刚度大,密度低。如下图所示,抗拉强度是指可以用多大的力来断裂,弹性模量表示材料受力后是否容易变形。总之数值越大越好。所以对比图可以发现,碳纤维在这方面的性能远高于钢和铝合金,然后密度还是很低的。因此,碳纤维在减肥中起着非常重要的作用。

而且越高端的产品对重量要求越高。比如,有利于减轻飞机每公斤的重量。下图是飞机上使用的碳纤维材料,可以大大减轻重量。

当然,碳纤维还有其他优点,比如耐腐蚀、不疲劳等。但碳纤维也有严重的缺点,如成型困难、无法制造形状复杂的零件、无法修复、剪切强度弱等。

总之,碳纤维是一种优良的复合材料。

碳纤维是什么材料(碳纤维材料多少钱一吨)

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