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碳(C)纖維是一種非常先進的增強材料,將其和其他類型的材料結合可以大大提升整體的性能,目前能和碳纖維復合的基體材料有非常多種,但是目前實驗(experiment)研究的結果來看,和樹脂(Resin)復合能夠更好的發(fā)揮出碳纖維本身的優(yōu)點,目前大部分
碳纖維制品均是用碳纖維和樹脂復合制作而成的。碳纖維生產傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。樹脂基體的
碳纖維復合材料也并非是萬能的,自身也有一定的不好的地方和局限性,下面新材來對樹脂基碳纖維復合材料的缺點做一下介紹。
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碳纖維樹脂(Resin)基復合材料(Material)主要是碳纖維絲和樹脂及各類添加劑復合固化成型的,這種材料比強度(strength)、比模量等性能參數(shù)(parameter)上遠遠優(yōu)于其他材料可參考文章《碳纖維和其他輕量化材料的性能對比》,但是這種材料有兩方面的缺陷限制(limit)了其應用和性能的發(fā)揮(表現(xiàn)出內在的能力),分別是材料本身的缺陷及加工生產(Produce)的缺陷。碳纖維生產具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。
碳纖維絲和樹脂(Resin)的性能有差異,如碳纖維能耐上千度高溫而樹脂材料耐溫僅幾百度,導致(cause)碳纖維復合材料的耐溫性能僅在500攝氏度以內,另外耐磨耗性能也遠遠低于以陶瓷(原料:非金屬礦物)為基體的碳纖維復合材,樹脂基體的性能短板大大拉低了復合材料的整體性能,表現(xiàn)為材料脆、易老化、不耐溫、易損傷。另外材料之間結合難度(difficulty)很高,對于工藝的把控要求嚴格,容易出現(xiàn)氣孔、分層、夾雜等缺陷,在使用過程(guò chéng)中局部(part)沖擊過大也容易出現(xiàn)開裂、脫層的問題。
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