CFRP复合材料是轻巧坚固的材料,广泛用于制造我们日常生活中使用的各种产品。

什么是碳纤维复合材料(CFRP)?

碳纤维增强复合材料,称为碳纤维复合材料,是指以碳纤维为主要结构成分的纤维增强复合材料。应当注意,CFRP复合材料中的“ P”不仅可以表示“聚合物”,而且可以表示“塑料”。
通常,CFRP复合材料中经常使用热固性树脂,例如环氧树脂,聚酯或乙烯基酯。尽管热塑性树脂也用于CFRP复合材料,但“碳纤维增强的热塑性复合材料”通常被称为CFRTP复合材料,代表英文名称“碳纤维增强的热塑性复合材料”的首字母缩写。
处理复合材料时,了解特定于材料的术语和缩写很重要。但是,更重要的是,重要的是要了解FRP复合材料及其各种增强材料(例如碳纤维)的性能。

碳纤维复合材料的优势

碳纤维增强复合材料不同于其他使用传统纤维(例如玻璃纤维或芳纶纤维)的FRP复合材料,CFRP复合材料的优异性能包括:

轻巧的

传统的玻璃纤维增强复合材料使用的连续玻璃纤维的量为70%(玻璃重量/总重量),通常为每立方英寸0.065磅。

高强度

尽管CFRP复合材料重量轻,但与玻璃纤维复合材料相比,单位重量的CFRP复合材料具有更高的强度和更高的硬度。
与金属材料相比,这一优势更加明显。

例如,经验告诉我们,在强度相同的条件下,CFRP材料的重量仅为钢的1/5。

想象一下为什么所有汽车制造商都在研究使用碳纤维代替钢来提高性能。
根据基本假设,将CFRP复合材料与最轻的金属之一铝进行比较时,铝材料的强度约为碳纤维体重量的1.5倍。

汽车用碳纤维复合材料

当然,实验中还有许多其他变量可能会影响比较结果。例如,材料的等级和质量是不同的,并且还需要考虑复合过程,生产过程,纤维结构和质量。

碳纤维复合材料的缺点

高成本

尽管CFRP复合材料具有出色的性能,但为什么碳纤维没有在产品生产中广泛使用?
目前,CFRP复合材料的生产成本过高。根据当前的市场状况(供应和需求),碳纤维的类型(航空航天与商业级),纤维束的尺寸不同,还要判断纤维的价格。

每磅碳纤维原料的价格可能是玻璃纤维价格的5到25倍。与钢相比,CFRP材料的高成本更加突出。

电导率

这既可以用作碳纤维复合材料的优点,也可以用作实际应用中的缺点。碳纤维非常导电,而玻璃纤维则是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维代替碳纤维或金属,因为它们需要严格的绝缘。
在公用事业的生产中,许多产品需要使用玻璃纤维。例如,梯子的生产使用玻璃纤维作为梯子,因为当玻璃纤维梯子与电源线接触时,触电的可能性大大降低。

碳纤维梯子非常导电,其后果是难以想象的。

尽管碳纤维复合材料成本高昂,但随着技术的进步,越来越多的高效产品即将来临。
也许在一生中,我们将能够见证高性能碳纤维产品在消费市场,工业生产和汽车制造业中的广泛应用。

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