碳纖維復合材料的材性對比

　　碳纖維復合材料主要運用在汽車(chē)上，碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為 23000~43000Mpa也高于鋼。接下來(lái)隨小編一起來(lái)了解碳纖維復合材料的性能及缺點(diǎn)。

碳纖維復合材料

碳纖維復合材料的性能

      碳纖維增強復合材料，不同于其他使用傳統纖維，如玻璃纖維或芳香族聚酰胺纖維等的FRP復合材料，CFRP復合材料的優(yōu)良性能包括：重量輕——傳統玻璃纖維增強復合材料采用連續的玻璃纖維，其含量為70％（重量玻璃/總重量），每立方英寸的密度通常為0.065磅。

      強度高——CFRP復合材料盡管重量輕，然而相比于玻璃纖維復合材料，每單位重量的CFRP復合材料卻具有更高的強度和更大的硬度。而與金屬材料相比時(shí)，這一優(yōu)勢則更加突出。例如，經(jīng)驗告訴我們，CFRP材料相比于鋼材，在等強度條件下，其重量只有鋼的1/5?？梢韵胂駷槭裁此衅?chē)制造企業(yè)都在研究使用碳纖維來(lái)代替鋼材，從而提高其產(chǎn)品性能。

      當CFRP復合材料與鋁，質(zhì)量最輕的金屬之一，相比較時(shí)，根據基本假設，等強度的鋁材，其重量約為碳纖維體的1.5倍。當然實(shí)驗中也存在許多其他變量，可能會(huì )影響對比結果，比如，材料的檔次和質(zhì)量不同，復合過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程，纖維結構及品質(zhì)也需要被考慮在內。

碳纖維復合材料

碳纖維復合材料的缺點(diǎn)

      成本高——盡管CFRP復合材料性能優(yōu)異，為什么碳纖維沒(méi)有廣泛地應用于產(chǎn)品生產(chǎn)呢？目前，CFRP復合材料生產(chǎn)成本過(guò)高。根據當前的市場(chǎng)情況（供給和需求），碳纖維的種類(lèi)（航天VS商品級），纖維束的大小不同，纖維的價(jià)格也判若云泥。每磅碳纖維原材料的價(jià)格，可達5-25倍玻璃纖維價(jià)格不等。而相比于鋼材，CFRP材料的高成本性就更加突出了。

      導電性——這既可以作為碳纖維復合材料的優(yōu)勢，也可能成為實(shí)際應用中的一個(gè)缺陷。碳纖維導電性極強，而玻璃纖維是絕緣的。許多產(chǎn)品使用玻璃纖維，而不能用碳纖維或金屬替代，是因為其要求具備嚴格的絕緣性。

      在公用設施生產(chǎn)中，許多產(chǎn)品都需要使用玻璃纖維。例如，梯子的生產(chǎn)使用玻璃纖維作為梯架，原因在于：當玻璃纖維梯子與電力線(xiàn)接觸時(shí)，觸電的可能性會(huì )降低許多。而碳纖維梯子導電性極強，后果則不可想象。

      盡管碳纖維復合材料的成本居高不下，然而伴隨著(zhù)科技進(jìn)步，更多高效益產(chǎn)品的涌現指日可待?；蛟S有生之年，我們將有望見(jiàn)證高性能碳纖維產(chǎn)品在消費市場(chǎng)，工業(yè)生產(chǎn)和汽車(chē)制造中的大范圍應用。