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。一、碳纤维复合材料发展史碳纤维复合材料的发展史应包含碳纤维的发展史何其复合材料应用史。
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。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;原苏联开始主要研究以人丝为原料制造碳纤维,后转向PAN基碳纤维。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;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。1)PAN基碳纤维产量急剧提高,生产规模大型化,产品价格下降。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。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。由于采用了目前综合性能优越的碳纤维原材料和树脂复合而成,因此具有自重轻、耐腐蚀、机械强度高、耐热等特性,被广泛用于遥控模型、航空、航天、汽车、体育器材、休闲用品和装饰及碳纤维板加固工程中等各个领域。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。