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[求助] 碳纤维有那些优点?为何频繁的使用在现在的主流轿车上?

碳纤维有那些优点?为何频繁的使用在现在的主流轿车上?

碳纤维有那些优点为何频繁的使用在现在的主流轿车上,而现在的材料又有那些技术瓶颈,那些方面有全方面的突破
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重量轻,强度高。
碳纤维具有耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等优点,其外形有显著的各向异性、柔软,沿纤维轴方向表现出很高的强度,碳纤维复合材料比重小,有很高的比强度。

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能不能再具体些,例如特殊情况下的优势,但有哪些不好的地方
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考虑到国家将出台的回用率的标准,碳碳纤维会受到限制.另外造价也太高了.

  碳纤维首先是一种物质,是由和钻石同等材质在1000℃以上高温碳制成的。

  碳纤维是一种新型非金属材料,它和它的复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。

  碳纤维的另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右,是铝的二分之一,钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻,但它强度高,有很高的“比强度”(比强度=材料的强度极限/材料的单位重),它的比强度是钢的5倍,刚性非常好。

  鉴于以上碳纤维的诸多优异特性,碳纤维应用的范围越来越广。从50年代主要应用在火箭、宇航及航空等尖端科学,到80年代被广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。同时,随着高性能及超高性能的碳纤维的相继出现,它应用的范围越来越广,如A380、波音777、美国新型主战坦克,碳纤维比重占到15%以上。同时,随着碳纤维加工技术的普及,它的应用范围自80年代起逐渐涉及到民用方面。到目前为止,我国各种应用占碳纤维率需求比例分别为体育30%,航空10%,工业60%。

  体育用碳纤维主要应用于高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品,如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。

  用碳纤维做成的登山杖具有强度高、质量轻(比铝制手杖轻50-80g)、刚性好、耐疲劳、尺寸稳定、吸能抗震性能优良。用碳纤维做成的登山杖,基本不用加装减震装置,就能达到加装减震装置铝手杖的效果,而且更重要的是碳纤维的手杖刚性大,在用力弯曲后,能迅速复原,铝手杖用力弯曲后,产生塑性变形,不能复原。碳素手杖的疲劳强度高,因而使用寿命长。

 

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●碳纤维车架的优点
(1).重量轻
碳纤维构件是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维构件非常轻,这是它的密度和强的拉伸强度构成的。

(2).冲击吸收性好
碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿,或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能,可满足汽车安全放面的要求
(3).可以制造各种形状
碳纤维的基本成型方法是,在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状
●碳纤维车架的缺点
(1).复杂的应力计算
构成碳纤维构件的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。
(2).难于更改尺寸
由于作好模具后成型,难于更改尺寸。
(3).老化?
使用树脂因此会不会老化?这是一个存在的课题,它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。
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  • tom.tong 金钱 +5 鼓励讨论 2008-5-8 08:26

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抗拉强度 略高于玻璃纤维
弹性模量 为玻璃纤维的4~6倍
高温特性 较好
碳纤维根据碳化方法和性能不同可分为普通、高模量和高强度三个级别。
碳纤维在2500 ℃无氧气氛中弹性模量不降低。它还具有导电性,碳纤维模量比玻璃纤维高得多,且强度和耐热性也高。石墨纤维的耐热性,和导电性比碳纤维高,且还有自润滑性。
碳纤维质轻而强度高,主要应用于航空、航天领域。它作为尖端复合材料的增强纤维,受到极大的重视。

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碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的储存量和运算速度;用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中,北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路。

目前,人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在稀有气体的气氛中,在一定压强下强热炭化而成
碳纤维是纤维状的碳材料,其化学组成中含碳量在90%以上。由于碳的单质在高温下不能熔化(在3800K以上升华),而在各种溶剂中都不溶解,所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。

碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。其产生的步骤为A预氧化:在空气中加热,维持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构,以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。B碳化:在惰性气氛中加热至1200-1600度,维持数分至数十分钟,就可生成产品碳纤维;所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气,但一般多用高纯氮气。C石墨化:再在惰性气氛(一般为高纯氩气)加热至2000-3000度,维持数秒至数十秒钟;这样生成的碳纤维也称石墨纤维。

碳纤维有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数),一般仅约为19克;拉力高达300KG/MM2;还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。

目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越,用途非常广泛,如制造火箭、宇宙飞船等重要材料;制造喷气式发动机;制造耐腐蚀化工设备等。

碳纤维
carbon fibre
含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

1、碳纤维介绍
碳纤维根据原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维(高强度型)及沥青基碳纤维(高弹性型)。
2、环氧树脂
不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用,例如底涂树脂;以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用,例如环氧粘结树脂等。
(1)环氧树脂简介
仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能,只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作,才能达到补强的目的。因此,环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用,能渗入到混凝土内一定深度;粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片,有很强的粘结力。依使用温度的不同,树脂还分为夏用及冬用类树脂。
2、碳纤维材料与其他加固材料对比
(1)抗拉强度:碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。
(2)弹性模量:碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材,但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。

(3) 疲劳强度:碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。金属材料在交变应力作用下,疲劳极限仅为静荷强度的30%~40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展,以及存在纤维内力再分配的可能性,复合材料的疲劳极限较高,约为静荷强度的70%~80%,并在破坏前有变形显著的征兆。
(4)重量:约为钢材的五分之一。
(5)与碳纤维板的比较:碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面,而板材更适用于规则构件表面。此外,由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大,与混凝土界面的粘接强度不如片材。
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相当详细啊...................

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跟羽毛球拍杆用的材料一样啊

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