吉林大学生物系关于碳纤维材料介绍扩展阅读

1、碳纤维材料机械工程材料成分结构1碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说成分结构 碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨(C原子层状排列)，是乱层石墨结构。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的79倍，抗拉弹性模量为230430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重

2、愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说化学性质2碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说化学性质 碳纤维是含碳量高于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

3、面处理。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维的分类3碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说 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PAN基碳纤维。碳纤维

4、的分类劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说 4碳纤维的特性碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维是高级复合材料的增强材料，具有轻质、高强、高模、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点。一、轻质、高强度、高模量 碳纤维的密度是1.6-2.5g/cm3，碳纤维拉伸强度在2.2Gpa以上。因此，具有高的比强度和比模量，它比绝大多数金属的比强度高7倍以上，比模量为金属的5倍以上。由于这个优点，其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳

5、纤维材料的强度测试劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说二、热膨胀系数小 绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数，室内为负数（-0.5-1.6）10-6/K，在200400时为零，在小于1000时为1.510-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定，可作为标准衡器具。三、导热性好 通常无机和有机材料的导热性均较差，但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。碳纤维数显卡尺劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说四、耐化学腐蚀性好 从碳纤维的成分可以看出，它几乎是纯碳，而碳又是最稳定的元

6、素之一。它除对强氧化酸以外，对酸、碱和有机化学药品都很稳定，可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究，随着今后碳纤维的价格不断降低，其应用范围会越来越广。五、耐磨性好 碳纤维与金属对磨时，很少磨损，用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料，已作为飞机和汽车的刹车片材料。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说六、耐高温性能好 碳纤维在400以下性能非常稳定，甚至在1000时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性，树脂基复合材料其长期耐热性只达300左右，陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作

7、为耐高温材料广泛用于航空航天工业。七、突出的阻尼与优良的透声纳 利用这二种特点可作为潜艇的结构材料，如潜艇的声纳导流罩等。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说八、高X射线透射率 此特点已经在医疗器材中得到应用。九、疲劳强度高 碳纤维的结构稳定，制成的复合材料，经应力疲劳数百万次的循环试验后，其强度保留率仍有60%，而钢材为40%，铝材为30%，而玻璃钢则只有20%-25%.因此设计制品所取的安全系数，碳纤维复合材料为最低。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说5应用领域碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫

8、龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维三脚架碳纤维自行车碳纤维应用实例碳纤维在日常生活中的运用碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。在多个领域都出现了碳纤维材料的身影，比如说滑雪板、棒球棒、赛车、自行车以及各种体育服装用品中。碳纤维外壳的Thinkpad劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维应用实例碳纤维医疗填平床板太阳能热水器集热管劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维应用实例碳纤维在工业中的应用 传统使用中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

9、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。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维应用实例 现在的F1（世界一级方程锦标赛）赛车，车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维，用以提高气动性和结构强度 劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维应用实例兰博基尼生产中使用的碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维箭杆碳纤维加热管碳纤维复合芯导线碳纤

10、维应用实例 碳纤维由于具有强度高、重量轻、耐热性好、抗热冲击性强等诸多优点而广泛应用于各种工业产品和日常生活用品中。碳纤维床垫劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维应用实例 碳纤维用作加固材料目前的日本国内，绝大多数的建筑，公路，桥梁都已经使用到了碳纤维材料作为建筑结构的加固补强材料，这一材料的使用，使得日本国内的建筑结构的抗震防裂级别又提升了一个档次。劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说6碳纤维的缺点碳纤维材料劫龙变/shuhuangla/6/6319/劫龙变青狐妖塔读 txt小说碳纤维的缺点1、复杂的应力计算 碳纤维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。无法相应多尺寸多款式的订单。 3、老化很多使用者发现碳纤维产品放置在阳