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碳纤维是什么呢?为什么一些高端产品都喜欢用

发布时间:2019-02-18 16:34


碳纤维是什么呢?为什么一些高端产品都喜欢用它呢 碳纤维这个词现在真的经常出现,往大了说,碳纤维材料制造的飞机、碳纤维制品舰船导弹,往小了说,碳纤维的汽车、自行车,甚至于还有碳纤维的桌椅板凳【如下图所示,就是碳纤维的椅子】所以为什么碳纤维这么受大家的喜爱?
碳纤维实际上就是主要由碳元素构成的纤维,如下图所示,就是最新的碳纤维和头发的对比,比较细的那根就是碳纤维。可以看到碳纤维的一根纤维是有多么细。
实际上,单独的那一根碳纤维并不是什么稀罕玩意儿,从材料的种类上来说,很普通,比如说一种碳纤维经常使用的材料叫做“聚丙烯腈”这个东西可能你看着名字很陌生。
但是只要一说另外一种东西—腈纶”大家就会非常熟悉了腈纶的主要成分就是聚丙烯腈,很多人的衣服就是腈纶的所以说这些腈纶的衣服跟碳纤维是同宗同源。
那么为什么同样的材料,碳纤维就被称作“黑色黄金”而腈纶就是普通化纤材料呢?
只要把碳纤维放大了就会知道为什么碳纤维材料跟普通腈纶不是一回事了可以看到碳纤维不是单独一根纤维就行的而是有密密麻麻大量的纤维整齐地排列在一起。
正所谓“众人拾柴火焰高”就是因为密密麻麻地碳纤维合作在一起,才让这种材料变得非比寻常。而大家看到碳纤维会有草席的纹理,就是因为这些碳纤维是由一束一束的材料编织起来的
简单说,这些碳纤维丝做的越细、相同尺寸的碳纤维材料里有更多的碳纤维丝,那么这种碳纤维就越厉害,比如说前不久中国刚刚突破的碳纤维48K大丝束”就是指的一束碳纤维里面有48000根碳纤维丝,所以相比之前的12K碳纤维要先进很多。
那么说了这么多,碳纤维到底好在哪里呢?
简单来说,碳纤维从材料性质上说,强度高、刚度高、密度低,如下图所示,拉伸强度说的就是用多大的力能拉断,弹性模量表示的材料受力之后容不容易变形,总之就是数值越大越好。
所以只要对比一下其中的数字就可以发现,碳纤维在这方面的性能远远高于钢、铝合金,然后密度还很低。所以在减重方面,碳纤维起到非常重要的作用。
而且越是高端的产品对于重量的要求就越是高,比如说飞机,减轻每一千克的重量都是有好处的下图就是飞机采用的碳纤维材料,可以大大地减重。
当然了碳纤维还有其他一些好处,比如说耐腐蚀、没有疲劳现象等等,但是碳纤维也有很严重的缺点,比如说成型困难,无法做成复杂形状的零件,比如说无法维修,比如说抗剪切强度弱等等。
总之,碳纤维是一种非常优异的复合材料。
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