碳纤维复合材料中的碳纤维含量多少会影响整体的性能,不宜过多也不宜过少,想要符合需求的含量需要经过测算,之后就可以按照这个比例来生产。那碳纤维复合材料中的碳纤维体积含量是如何计算出来的呢?
 
复合材料中碳纤维体积含量是如何计算出来的?
 
    碳纤维体积含量的理论计算方法
 
    碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂两种组分组成,因此复合材料中碳纤维体积含量与纤维、树脂的体密度等因素有关,可以通过如下公式进行计算。
 
    1、已知参数如下:
 
    wf:碳纤维单位面积重量(g/m2)
 
    Wr:树脂单位面积重量(g/m2)
 
    Pf:碳纤维密度(g/cm3)
 
    Pr:树脂密度(g/cm3)
 
    2、计算公式如上图
 
复合材料中碳纤维体积含量是如何计算出来的?
 
    碳纤维体积含量的实际测量方式
 
    上面的公式是碳纤维复合材料中碳纤维体积含量的理论计算公式,不过在实际测试时可以用更加先进的方式来测算。可以采用同步热分析仪(DSC/TG)设备进行测量,因为树脂在高温环境下分解,通过实验前后复合材料重量损失可以获得复合材料中碳纤维含量。
 
    同步热分析仪拓展了TGA的测定范围和DSC的温度范围,具有坚固、灵活、易于操作等特点。通过安装高温炉体及高性能传感器、配以恰当的附件,采取顶部装样的同步热分析仪几乎可以满足所有的应用。
 
复合材料中碳纤维体积含量是如何计算出来的?
 
    碳纤维体积含量的测试实例分析
 
    上面一张图是碳纤维复合材料在空气氛围中加热到700℃得到曲线,400℃、500℃左右树脂燃烧分解失重明显,而由于碳纤维在低温环境下不会存在质量损失,因此经计算得到复合材料中碳纤维含量61.7%。碳纤维复合材料中的碳纤维含量过少,强度和模量优势达不到需求,而碳纤维含量过多,成型后稳定性较差,因此需要找到一个平衡点。
 
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