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碳纖維是什么材料
碳纖維是由碳元素組成的一種特種纖維。
含碳量在90%以上，以腈綸和粘膠纖維為原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成，被廣泛應(yīng)用于汽車材料、體育用品、土木建筑等多個領(lǐng)域中。
碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有高硬度、高強度、重量輕、高耐化學(xué)性、耐高溫的特性。
碳纖維具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，這也使其在航空航天、土木工程、軍事、賽車與其他競技體育運動制品中很受歡迎。
碳纖維是含碳量高于90%的無機(jī) 高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱 石墨纖維。碳纖維的 微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。 ?碳纖維各層面間的間距約為3.39到3.42A，各平行層面間的各個碳原子，排列不如石墨那樣規(guī)整，層與層之間借 范德華力連接在一起。
通常也把碳纖維的結(jié)構(gòu)看成由兩維有序的結(jié)晶和孔洞組成，其中孔洞的含量、大小和分布對碳纖維的性能影響較大。
當(dāng)?孔隙率低于某個臨界值時，孔隙率對碳纖維復(fù)合材料的層間 剪切強度、 彎曲強度和 拉伸強度無明顯的影響。有些研究指出，引起?材料力學(xué)性能下降的臨界孔隙率是1%-4%?？紫扼w積含量在0-4%范圍內(nèi)時，孔隙體積含量每增加1%，層間剪切強度大約降低7%。
通過對碳纖維 環(huán)氧樹脂和碳纖維雙馬來亞胺樹脂 層壓板的研究看出，當(dāng)孔隙率超過0.9%時，層間剪切強度開始下降。由試驗得知，孔隙主要分布在纖維束之間和層間界面處。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，并顯著降低了層合板中層間界面的面積。
當(dāng)材料受力時，易沿層間破壞，這也是層間剪切強度對孔隙相對敏感的原因。另外孔隙處是應(yīng)力集中區(qū)，承載能力弱，當(dāng)受力時，孔隙擴(kuò)大形成長裂紋，從而遭到破壞。
碳纖維有多硬？
碳纖維是一種超硬材料，硬度比普通鋼高10倍，僅次于金剛石。
碳纖維是由含碳量極高的有機(jī)聚合物纖維沿纖維束方向堆積而成。但目前公認(rèn)的高硬度和超強抗剪切性，并不完全是材料特性帶來的。決定性因素之一是臨界間隙。當(dāng)纖維間的堆素，那就是臨界空隙。
纖維與纖維之間的堆砌在低于某個臨界值時，之間的纖維孔隙指數(shù)會決定纖維的硬度，抗剪切力和抗拉伸力。引起材料力學(xué)性能下降的臨界孔隙率是1%-4%。
孔隙體積含量在0-4%范圍內(nèi)時，孔隙體積含量每增加1%，層間剪切強度大約降低7%。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，并顯著降低了層合板中層間界面的面積。當(dāng)材料受力時，易沿層間破壞，這也是層間剪切強度對孔隙相對敏感的原因。
碳纖維是什么材料？
碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工型，是新一代增強纖維。
【拓展資料】
一、概況
在復(fù)合材料大家族中，纖維增強材料一直是人們關(guān)注的焦點。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。
二、結(jié)構(gòu)
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。
碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。
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，碳纖維樹脂復(fù)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亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。
三、優(yōu)勢
高強度(是鋼鐵的5倍)
出色的耐熱性(可以耐受2000℃以上的高溫)
出色的抗熱沖擊性
低熱膨脹系數(shù)(變形量小)
熱容量小(節(jié)能)
比重小(鋼的1/5)
優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能
關(guān)于碳纖維材質(zhì)圖片和碳纖維織物圖片的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
