碳纤维与金属材料的比较
现在对于减重的要求越来越高,在金属材料中, 铝合金是常用的一种减重材料,其密度约为2.7g/cm3 ,而随着碳纤维应用的普及,其密度仅为1.7g/cm3 ,是新-代减重材料,在- -些需 要减重的部件中应用广泛,在减重的同时,期学性能也十分-,比强度和比模量综合指标要优于现有结构材料,还具备-的弯曲强度以及剪切强度。
而与金属材料不同在于碳纤维具有的可设计性能,通过合理的设计尽可能发挥出优任何制品对于环境劣化所产生的性能劣化是不可避免的,匹克羽毛球拍,在户外自然条件下,受自然条件的腐蚀,碳纤维的抗老化性能也逐步显现,碳纤维是一种非金属材料,相比于金属材料活跃的化学活性而言,碳纤维在一 些化学介质 腐蚀中依旧能够保持-的性能,使用寿命延长。同时,碳纤维制品还能够在高温条件下-其物理特性以及尺寸稳定稳定性能,满足使用要求。
碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成,拥有可设计性强、强度高、重 星轻、热膨胀系数低等特点,可作为结构件或功能件使用,是一种新兴材料,下面就就来将碳纤维复合材料结构件与传统的金属构件性能比较一下。
1、比度比模量:碳纤维增强环氧树脂基复合材料的轻-强性能为-,其比强度比钢材高5倍,比铝合金高4倍,比模则是钢、铝的
4倍,这样性能-的材料如果合理使用在结构构件中必然会有助于解决许多传统材料无法解决的难题。
2、耐疲劳性:通常金属材料疲劳强度-是其拉伸强度的30% ~50% ,而碳纤维复合材料的疲劳强度-为其拉伸强度的70%~ 80% ,说明在长期交变载荷条件下工作时,其构件的寿命高于传统材料构件。
3、阻尼减震性:受力结构的自振频率除了与形状有关外,还同结构材料的比模量平方根成正比,匹克羽毛球拍优势,根据对比模的分析可知。碳纤维复合材料比金属有更高的自振频率,且其界面有较大的吸收振动的能力,因而材料的阻尼较高,这些特性都有利于提高复合材料结构的抗震性能。
4、破损安全性:研究表明,碳纤维复合材料的破坏需经历基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等-系列过程, 当少数增强纤维发生断裂时载荷又会通过基体的传递分散到其它完好的纤维上去,这些过程都能降低灾难性破坏突然发生的机率。而金属产生裂纹后损伤不断加重,外力并不能均匀分散。
辨别碳纤维拍常用两个方法,一是敲击法:即用手指背敲击拍子,声音清脆,-刚硬者为碳素拍。这是因为一般碳素拍的确十分刚硬,被人戏称乒球选手的的。二是目测法:看看板靠拍-分是否有黑层,是否成微锯齿状。因为碳素织物较薄,又是经纬编织,所以锯割后自然有微锯齿状。
上述二方法看似合理,耶不可完全作为辨别的方法,敲击法不-是因为,-要达到同样的敲击效果,做到声脆、刚硬实在太容易了,木料选择硬一些,把夹板压实一些,就能达到这个效果。而目测法也不科学,如前面说的用染色的木皮-成外观一样,当然细心的可看看加强层是否成微锯齿状。因为碳素织物较薄,又是经纬编织,所以锯割后自然有微锯齿状。但用了非碳纤织物,如果是经纬编织的自然也有微锯齿状。要知道碳纤织物和其他材料相比价格上有天壤之别。
还有一种方法是利用碳纤维耐烧蚀特性,首先你应该问厂家要一小块边料(证明的确是该拍锯下来的)从其外露的丝中用火焰烧一烧,这时真正的碳素可从火光中看到如炉中木炭般发亮的细丝,这些黑亮的细丝烧后可说是纹丝不变,一样的黑亮美丽,一样的你拉不断它,这就是真碳素纤维!任何造假经这一火烧都会显出塬形。
其次观察其弹性,一手持拍一手让乒乓球从20cm左右高度落下, 乒乓球应能弹跳4下才算合格, 因为碳拍 优点是弹性好, 击球速度快,匹克羽毛球拍用处, 如果弹性不好即便用了碳纤维那又有什么用?但真正做到这点也不容易,不信,你到商店、专卖店试试看,因为“碳拍”除“碳”要真外,还涉及树脂等材料及加工工艺,不是有好碳纤维就能成的。
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