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  • 1 # 使用者7272742818983

    1、密度:碳纖維管與其它材質的管材一樣,密度主要受構成物質的影響,所以碳纖維管的密度主要由其碳纖維密度決定。一般的碳纖維管密度為1.7g/cm3左右,而一般鋼管的密度為7.8g/cm3,二者的密度比是1:4,相同強度的碳纖維管和鋼管的重量比為1:43。在強度相同的前提下,碳纖維管的密度、重量要遠遠小於鋼管。

    2、彎曲剪下強度和模量:碳纖維管彎曲剪下模量分析複雜,因為碳纖維管本身承受橫向彎曲時,管壁上要承受垂直方向的剪下應力,而這個剪下應力又可以分解成兩個剪下應力。經測試,彎曲的剪下模量理論為8.63GPa,實測為8.46GPa,比較相符。

    當碳纖維圓管彎曲受剪時,其剪下應力是很複雜的,不僅有沿管壁切向剪應力,還有垂直管壁的層間剪應力。理論上,此碳纖維管的剪下強度為112MPa,實際測得103MPa,與理論值也很相近。

    3、拉伸強度和模量:抗拉模量能測試纖維所能承受最大的拉力,它的單位為psi ,表示每平方英寸的面積能承受多少英磅的拉力。抗拉模星低於3480萬psi的碳纖維將被歸類於低模星碳纖維。其它還有標準模數,中間模量、高模量和超高模量。 超高模量的碳纖維拉伸彈性模量為7250萬-1.45億psi ( 5億-10億kpa )。和它相比較,鋼的拉伸模量約為2900萬psi ( 2億kpa )。碳纖維的彈性模 量足足比鋼強了10倍左右,而從重量上看,鋼的重量有碳纖維的5倍之多。除此之外,碳纖維的抗疲勞性和其它金屬相比還是非常優越的,如果把它和樹脂融合,將成為最抗腐蝕的材料之一。

    4、其他優勢:除了質輕高強的突出優勢,碳纖維與金屬材料最大的不同在於碳纖維屬於一種非金屬材料,電化學活性較低,具有優秀的耐腐蝕和抗老化效能,能夠延長碳纖維管的使用壽命。碳纖維材料的工作溫度高,使用安全, 並且其熱膨脹係數小,基本上不會隨工作溫度的變化發生變形,保證尺寸的穩定性。

     二、碳纖維管的缺點

    1、價格貴:比傳統鋁合金,鋼鐵材料貴好幾倍,原材料製備技術不在國內,另外生產工藝需要大量人力成本,因此價格較高;

    2、層鋪結構容易分層:生產人員鋪層經驗的高低,會影響鋪層的效果,分層說明空間存在間隙,直接影響碳纖維管的整體效能;

    3、樹脂體系耐溫,耐老化性有待驗證:目前熱固性碳纖維管採用的是環氧樹脂,耐高溫程度不高,碳纖維管的整體耐高溫效能下降,正在研發的熱塑性碳纖維管可以解決這個難題;

    4、耐衝擊性不好:這是因為碳纖維管成型後質地較脆,韌性下降導致。

    碳纖維方管

    碳纖維管的缺點固然存在,但是依然掩蓋不了它在多個高階領域的耀眼光芒。

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