碳纖維復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料碳纖維增強復(fù)合材料(CarbonFibre-reinforcedPolymer,簡稱CFRP)是以碳纖維或碳纖維織物為增強體，以樹脂、陶瓷、金屬、水泥、碳質(zhì)或橡膠等為基體所形成的復(fù)合材料，簡稱碳纖維復(fù)合材料。碳復(fù)合材料的特性主要表現(xiàn)在力學(xué)性能、熱物理性能和熱燒蝕性能三個方面。(1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高溫的結(jié)構(gòu)中，它是最輕的材料;高溫的強度好，在2200oC時可保留室溫強度;有較高的斷裂韌性，抗疲勞性和抗蠕變性;而且拉伸強度和彈性模量高于一般的碳素材料，纖維取向明顯影響材料的強度，在受力時其應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)"假塑性效應(yīng)"即在施加載荷初期呈線性關(guān)系，后來變成雙線性關(guān)系，卸載后再加載，曲線仍為線性并可達到原來的載荷水平。(2)熱膨脹系數(shù)小，比熱容高，能儲存大量的熱能，導(dǎo)熱率低，抗熱沖擊和熱摩擦的性能優(yōu)異。(3)耐熱燒蝕的性能好，熱燒蝕性能是在熱流作用下，由于熱化學(xué)和機械過程中引起的固體材料表面損失的現(xiàn)象,通過表層材料的燒蝕帶走大量的熱量,可阻止熱流入材料內(nèi)部,C-C材料是一種升華-輻射型材料。復(fù)合原理它以碳纖維或碳纖維織物為增強體，以碳或石墨化的樹脂作為基體。復(fù)合以后的這種材料在高溫下的強度好，高溫形態(tài)穩(wěn)定，升華溫度高，燒蝕凹陷性，平行于增強方向具有高強度和高剛性，能抗裂紋傳播，可減震，抗輻射。碳纖維增強尼龍的特色

碳纖維具有質(zhì)輕、拉伸強度高、耐磨損、耐腐蝕、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特色，與玻璃纖維比較，模量高3?5倍，因而是一種取得高剛性和高強度尼龍資料的優(yōu)秀增強資料。碳纖維復(fù)合資料可分為長（接連）纖維增強和短纖維增強兩大類。纖維長度可從300~400m到幾個毫米不等。曩昔10年中，大家在改善不一樣品種的碳纖維復(fù)合資料加工辦法和功能方面投入了許多的研討。從預(yù)浸樹脂到模塑法加工，從短纖維摻混塑料注射加工到層壓成型，在碳纖維復(fù)合資料及制品制造方面積累了許多成功的經(jīng)歷。當(dāng)前普遍認為，長（接連）纖維有高強、高韌方面的優(yōu)越性，短切纖維有加工性好的特色。因而，長碳纖維復(fù)合資料在加工上完善成型技術(shù)、短碳纖維復(fù)合資料進一步進步力學(xué)功能是碳纖維復(fù)合資料開展的方向。

依據(jù)碳纖維長度、外表處理方式及用量的不一樣，還能夠制備歸納功能優(yōu)秀、導(dǎo)電功能各異的導(dǎo)電資料，如抗靜電資料、電磁屏蔽資料、面狀發(fā)熱體資料、電極資料等。碳纖維增強尼龍資料這些年開展很快，由于尼龍和碳纖維都是各自范疇功能優(yōu)秀的資料，其復(fù)合資料歸納表現(xiàn)了二者的優(yōu)越性，強度與剛性比未增強的尼龍高許多，高溫蠕變小，熱穩(wěn)定性明顯進步，尺度精度好，耐磨，阻尼性優(yōu)秀，與玻纖增強尼龍比較有非常好的歸納功能，如表所示。

1.6%、1.5%;線脹系數(shù)用活動方向/筆直方向表明。

復(fù)合資料的力學(xué)功能主要與根底樹脂、增強纖維性質(zhì)、纖維與樹脂界面的聯(lián)系程度、成型擠出技術(shù)、增強纖維的長度及散布狀況有關(guān)。要想得到高強度的碳纖維增強PA66，應(yīng)盡量使碳纖維堅持較大的長徑比，在螺桿組合妥當(dāng)?shù)那闆r下，確保碳纖維必定的長度是有能夠的，通常長度散布在0.2~.30mm最大長度在0.5mm。

碳纖維增強尼龍與玻璃纖維增強尼龍有很大區(qū)別。碳纖維不耐剪切，在螺桿組合規(guī)劃上要確保剪切力恰當(dāng)，使纖維長度在需求的尺度范圍內(nèi)。在熔融區(qū)要確保尼龍充沛熔融，在捏合區(qū)要恰當(dāng)削減捏合元件，以確保碳纖維有必定的長度，才干發(fā)生較好的增強效果。在雙螺桿擠出中，在確保碳纖維在尼龍基體中渙散杰出的前提下，應(yīng)盡能夠確保碳纖維有較大的長徑比，以最大極限地發(fā)揚碳纖維的增強效果。

碳纖維是歸納功能很全部的資料之一，其報價也較為貴重。運用碳纖維增強尼龍，在進步尼龍的多項功能的一起，也使得制成品的本錢及加工難度相應(yīng)進步。因而在滿意運用條件及規(guī)劃余量的情況下，碳纖維有一經(jīng)濟參加量。經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)碳纖維參加量與制成的復(fù)合資料力學(xué)功能之間存在著圖所示的半定量聯(lián)系環(huán)氧樹脂/碳纖纖維復(fù)合材料的成型工藝環(huán)氧樹脂（EP）/碳纖維（CF）復(fù)合材料是CF增強復(fù)合材料的一個重要分支。近年來，隨著人們對EP/CF復(fù)合材料言聽計從的不斷深入，其優(yōu)異的性能不斷凸現(xiàn)，促使其用是不是不斷上升。20世紀(jì)70年代以前，EP/CF復(fù)合材料被視為昂貴的材料，價格約為玻璃纖維（CF）增強復(fù)合材料的10倍，只用于軍工、宇航等尖端技術(shù)行業(yè)。20世紀(jì)80年代以后，CF工業(yè)和EP工業(yè)迅速發(fā)展，EP/CF復(fù)合技術(shù)不斷進步，加入到EP中的CF比例不斷上升，目前CF的體積分?jǐn)?shù)已可達60%以上，使EP/CF復(fù)合材料的質(zhì)量提高而價格下降，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域，進一步促進了EP/CF復(fù)合材料的發(fā)展。CF及其EP復(fù)合材料的基本特點1．1CF的特點和基本成分過向非強化級產(chǎn)品中加入一定數(shù)量的玻璃纖維，獲得具有特定的水分含量的增強級產(chǎn)品。例如，加入30%的玻璃纖維后，增強級產(chǎn)品所含的水分僅為原非增強級產(chǎn)品的70%。而含25%玻璃纖維的增強級產(chǎn)品，其水分則為非增強材料的75%。

增強PA66--水分在PA66中的擴散速度隨溫度降低而迅速降低。因而，即使環(huán)境濕度低，已吸收水分的釋放速度仍然非常緩慢。這就是為什么PA66塑料在寒冷的氣候下，即使在室外，仍能保持其剛性。水的增塑作用提高了聚酰胺的抗沖強度，并使其即使在溫度為零下時依舊保持有效。通常，聚酰胺中吸收的水分被誤認為會“凝固”，而實際并非如此。即使在低溫及低的絕對環(huán)境濕度下，PA66材料通常不會完全變干及變脆。原因在于溫度越低，釋放水分的速度就越慢。由于線性尺寸的相關(guān)變化