碳纤维管的性能集中体现在哪些方面?
碳纤维管的应用范围随着制作工艺的普及逐渐多了起来了,就连吸尘器上也套上了碳纤维圆管。为什么碳纤维管能够从工业制造领域走向民用领域呢?核心因素还是它的综合性能更好,可以替代原先的一些产品,提供更好的使用体验。
碳纤维管的性能集中体现在哪些方面?
1、重量轻:碳纤维管的密度为1.7g/cm3左右,而常用的钢管的密度为7.8g/cm3左右,铝合金管的密度在2.7g/cm3左右,三者比较起来,碳纤维管的重量更轻,比钢管轻70%以上。很多大型设备因为自重多大,想要提升生产效率非常困难,碳纤维管的出现,可以在这个方面提供强大的助力。
2、弯曲剪切强度和模量高:经过测试,碳纤维管的弯曲剪切模量理论为8.63GPa,实测为8.46GPa,碳纤维管的剪切强度为112MPa,实际测得103MPa。说明在合理的制作工艺下,碳纤维管弯曲剪切强度和模量可以达到接近极限的程度,在实际应用中将会有更多复杂的场景可以用上碳纤维管。
3、拉伸强度和模量高:碳纤维管的理论拉伸强度为488MPa,实测为428MPa。抗拉强度和模量高,可以在很多高端领域中表现出更好的使用价值,如航空航天。越是严苛的使用环境,越能体现出碳纤维管在这方面的非凡意义。
4、其他机械性能:除了重量轻、强度模量高这几点突出优势外,碳纤维管还具有优秀的耐腐蚀和抗老化性能,能够延长碳纤维管的使用寿命。碳纤维材料的工作温度高,使用安全,并且其热膨胀系数小,基本上不会随工作温度的变化发生变形,保证尺寸的稳定性。
碳纤维管的性能与什么因素有关?
通过数据我们看到了一个性能强大的碳纤维管,但是想要生产出性能稳定可供批量使用的碳纤维管并不是一件容易的事情。那我们就要看看有哪些因为会影响碳纤维管的性能。
1、碳纤维丝束品级:碳纤维丝束自身是有品级高级的,强度和模量是衡量碳纤维丝束品级的2个方向,T表示强度,M代表模量,T300、T700、T800,和国内刚刚能够量产的T1100S是强度更好的碳纤维丝束,同样M后的数字越大,其模量数据也就越高。另外还有强度和模量较为均衡的碳纤维丝束品类。
2、树脂基体选择:制成碳纤维管的树脂基体有多种选择,主要分为热固性和热塑性两个大类。其中热固性树脂是当下使用较多的,包括环氧树脂、双马来酰胺树脂、酚醛树脂等,而热塑性树脂是未来会被使用更多的,包括聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酰胺和聚醚醚酮等。
3、制作工艺:碳纤维丝束和树脂决定了碳纤维管的性能上限,而熟练的制作工艺决定了碳纤维管的性能下限。制作工艺越是完善,碳纤维管的良品率越高,单个碳纤维管的性能数值也就越接近于理论极限。
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