碳纤维管代替塑料管可行吗?
塑料管在日常生活和工业生产中经常会用到,大部分人印象里塑料管很脆弱,可能稍加碰撞就会损坏。其实不然,塑料管里也有比较结实耐用的。随着科学的发展,新型材料的相继问世,碳纤维管在很多行业里得到重用,那在工业生产中碳纤维管是否可以代替塑料管使用呢?
碳纤维管力学性能较高,可代替部分塑料管
碳纤维管的力学性能非常出色,这是它能够在多个行业受到重要的根本原因。提到碳纤维管的力学性能,可能很多人并不了解。碳纤维管虽然看似塑料,但强度远超钢铁,是非常厉害的新型管材。
1、强度优势:碳纤维丝束的抗拉强度可以超过3000MPa,制作成碳纤维管后的抗拉强度同样可以超过1500MPa。单看这个数值可能不觉得多高,我们来对比一下,普通钢管的强度只有300-600MPa,铝合金管的强度只有110-136MPa,碳纤维管远超它们。
2、重量优势:质量=密度*体积,相同体积下,材料的密度越小,整体质量就越轻。碳纤维管的密度经过测算只有1.7g/cm3左右,而铝的密度是2.7g/cm3,钢管的密度为7.8g/cm3,碳纤维管在重量上更轻,而且轻上很多,对于工业轻量化发展来说具备得天独厚的优势。
3、耐用性优势:碳纤维管还有一些不错的性能,如耐酸碱腐蚀、抗氧化、耐疲劳性、抗冲击性、抗蠕变性、热膨胀系数小等等,这些优势集合在一起,让碳纤维管的耐用性更好。
碳纤维管价格太高,短期不可能代替塑料管
如果单从力学性能角度来说,确实碳纤维管可以代替多种塑料管,但是现实情况并不是如此,还需要考虑更多的因素,比如价格和市场。碳纤维管在全世界都属于相对小众的一种管材,需求虽然在增长,但是毕竟无法与金属管和塑料管比较,而且碳纤维管的产能并不高,连当下的需求都未能满足。
除了产能不足外,碳纤维管的原材料制备难度高,管材加工难度也高,这就导致了现阶段的碳纤维管的成本较高,售价自然不会低。一根直径30mm、长度300mm的碳纤维卷管的市场价格在300-700元不等,而长度越长价格越高,直径和厚度越大价格也越高。这还是普通3k碳纤维管的价格,如果是特殊定制的碳纤维管,价格还要在提升一些。
碳纤维管想要完全代替塑料管,目前来说是不可能实现的,即便是未来这种可能性也比较小。除了市场和价格因素外,碳纤维管也存在一些缺陷,比如耐磨性差、耐热性一般、抗穿刺能力较弱等。因此企业在选择管材时,需要考虑多种因素后再做决定。
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