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碳纤维耐高温吗
发布时间:2023-06-21 11:33:35
作者:mengxuan
来源:楼盘网
文章摘要:
碳纤维是由碳元素组成的一种特殊产品,其含碳量一般在90%以上。那碳纤维耐高温吗?
碳纤维本身是一种耐高温的优秀材料,理论上可以达到2600℃,但往往碳纤维并不会单独使用,需要与固化剂如环氧树脂进行复合制成成品,环氧树脂的燃点并不高,碳纤维复合材料的耐高温性能就会有局限性。
碳纤维布是由高强度、高模量的碳纤维纱线编织而成,具有优异的力学性能和化学稳定性。在高温环境下,碳纤维布的力学性能和化学稳定性会发生变化,主要表现为强度下降、模量下降、脆化等。因此,碳纤维布的耐温性能是评价其高温应用能力的重要指标。
碳纤维布的耐温范围是指在该范围内,其力学性能和化学稳定性不会发生明显变化,可以满足应用要求。根据不同的生产工艺和用途,碳纤维布的耐温范围有所不同,一般分为以下几类:
1、常温使用型碳纤维布
常温使用型碳纤维布是指在室温下使用,其耐温范围一般为-50℃~150℃,可以满足一般工业、建筑、汽车等领域的使用要求。
2、中温使用型碳纤维布
中温使用型碳纤维布是指在中温环境下使用,其耐温范围一般为150℃~300℃,可以满足航空、航天、船舶等领域的使用要求。
3、高温使用型碳纤维布
高温使用型碳纤维布是指在高温环境下使用,其耐温范围一般为300℃~2000℃,可以满足航空、航天、核能、新能源等领域的使用要求。
碳纤维的优点与缺点
优点:
1、碳纤维材料拉伸强度高、密度小,与以前的金属材料相比,它具有质量轻,强度高,韧度高,与塑料制品相比,强度是塑料制品的几十倍。
2、碳纤维材料耐高低温性能好,导热系数高,会随温度升高,还具有收缩趋势,尺寸稳定性好,耐疲劳性好。
3、抗腐蚀,抗老化,耐用,无论在腐蚀性环境和恶劣的露天环境下作业,使用寿命都可达15年以上。
缺点:
1、耐磨性差、成型后直接用砂纸即可磨下炭粉。
2、价格高,工艺复杂,产量有限。
3、易断裂,机械加工很不容易。
碳纤维制品常用于哪些领域
1、体育器械
运动器材是碳纤维复合材料较早进入的领域。该领域的生产技术和工艺相对成熟,也形成了对碳纤维稳定性的需求。碳纤维鱼竿、碳纤维网球拍、碳纤维高尔夫球杆都是碳纤维在运动器材中的典型应用。碳纤维复合材料用于制造运动器材,不仅可以减轻运动员的负担,还可以提高运动员的表现和技术水平。
2、航空航天
碳纤维复合材料在运动器材领域应用成熟后,也开始应用于火箭、人造卫星、空间望远镜等航空航天领域。20世纪70年代,美国率先开发了碳纤维复合机翼,将其用量提高到13%。与原铝合金结构相比,中国还使用了大量的碳纤维复合材料,减重约31%T碳纤维复合材料作为次承力件,也开始成为国产军民航空器的标准配置。
3、轨道交通
我国轨道交通的技术实力有目共睹,行驶速度和稳定性得到全世界的认可。技术人员仍致力于轻量化列车,降低能耗。轨道车身采用传统金属材料,能满足列车车身强度的要求,但整体重量大,能耗高。碳纤维复合材料制造列车车身可以减轻整车重量的30%左右,提高列车高速运行时的性能。
4、医疗器械
碳纤维复合材料也广泛应用于医学领域。其轻质高强度的优点可用于提高医疗床板的承载能力,在诊断和治疗过程中,药物、血渍、酒精等滴落在表面不会造成损害。碳纤维复合材料的铝当量也小于金属材料,其X射线渗透率高达98%。可用于制作放射性医疗板、头部支架等部件,减少X射线的剂量,保证成像清晰。
5、汽车制造
汽车是人类旅行的主要工具之一。随着新能源汽车的日益普及,对汽车本身的轻量化和耐久性提出了更高的要求。碳纤维复合材料以其优异的机械性能和耐腐蚀性,已应用于汽车零部件的生产,如车身、传动轴、电池箱、内饰等。
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