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    理性看待“碳纖維比金屬強”

    來源:江蘇優培德復合材料有限公司 發布時間:2023-11-17 10:14:52 瀏覽人次:137

    如何理性看待“碳纖維比金屬強”?如何理性采用碳纖維?碳纖維近來被過度夸大其應用場景。

    1)抗拉性能:碳纖維由細而緊密編織的碳絲組成,這些碳絲沿特定方向排列。這種纖維取向沿纖維長度提供了卓越的強度,使碳纖維復合材料能夠承受高拉力,意味著它可以抵抗拉力或拉伸力而不會斷裂。因此用其所長,以正確的方向加載設計得當,可以設計許多結構,并且大多數是在一個方向上,如用于飛機、一級方程式賽車、自行車、網球拍、飛機機翼及內胎等。

    但是其抗壓性能我們需要理性看待,因纖維都朝著一個方向前進,橫向沒有強度,所以容易分裂。如深海潛艇之類的需要有抗壓性能的產品就不能發揮碳纖維的優勢特性。

    2)彈性范圍受限:容易發生脆性破壞,因此受脈沖負載能力較較差

    3)碳纖維的尺寸溫定性好,只是和塑料比較,而如果和金屬對比,情況則有所差異。如金屬在一定的溫度范圍內的性能是可測可量而且都是被廣泛知道的,所以在設計時會考慮這一特性而合理避開或者補償。但是對于碳纖維復合材料來說,其溫度的穩定性取決于多種因素因此而沒有標準,這對于設計師來說是件難以控制和處理的事情。

    4)可回收性:金屬可加收,CF的回收不簡單成本也不低,而且回收的利用價值也不樂觀。

    5)設計難度:CF的故障模式,只有災難性的。作為一個設計元素,這確實很困難——要么它有效,要么它是碎片。從正常模式到故障模式的轉變是突然的,并且在某種程度上是不可預測的 - 這反過來意味著您必須過度設計(大的安全裕度),以便永遠不會調用故障模式。相反,如果您將它用于能量吸收,那么它可以吸收大量的能量,但這將涉及無法修復的情況 如果要設計它的能量吸收,剛好弱到變形但不會失敗,這通常牽涉到不可預測的大范圍負載變化。

    因此碳纖維和金屬各有所長,我們理性發揮其材料特性優勢,而并不是宣講一材料好就能完全替代另一種材料。

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