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什么是CFRP碳纤维复合材料
发布时间:2020-11-18 10:15 | 浏览次数:



碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)是一种轻质坚固的材料,可用于制造我们日常生活中使用的多种产品。它是一个术语,用于描述使用碳纤维作为主要结构成分的纤维增强复合材料。应该注意的是,CFRP中的“ P”也可以代表“塑料”而不是“聚合物”。
通常,CFRP复合材料使用热固性树脂,例如环氧树脂,聚酯或乙烯基酯。尽管在CFRP复合材料中使用了热塑性树脂,但“碳纤维增强的热塑性复合材料”通常以其首字母缩写CFRTP复合材料形式出现。
当使用复合材料或在复合材料行业中使用时,了解术语和首字母缩写很重要。更重要的是,有必要了解FRP复合材料的性能以及各种增强材料(例如碳纤维)的性能。
CFRP复合材料的性能
用碳纤维增强的复合材料不同于使用传统材料(例如玻璃纤维或芳纶纤维)的其他FRP复合材料。CFRP复合材料的优势包括:
重量轻:传统的玻璃纤维增强复合材料使用连续的玻璃纤维和70%的玻璃纤维(玻璃重量/总重量),通常密度为0.065磅每立方英寸。
同时,具有相同的70%纤维重量的CFRP复合材料的密度通常为每立方英寸0.055磅。
增强的强度:碳纤维复合材料不仅重量更轻,而且每单位重量CFRP复合材料更坚固,更硬。将碳纤维复合材料与玻璃纤维进行比较时确实如此,与金属相比则更是如此。
例如,当将钢与CFRP复合材料进行比较时,一个比较好的经验法则是,强度相同的碳纤维结构通常是钢的1/5。您可以想象为什么汽车公司正在研究使用碳纤维代替钢。
在将CFRP复合材料与铝(使用的最轻的金属之一)进行比较时,一个标准的假设是强度相同的铝结构的重量可能是碳纤维结构的1.5倍。
当然,有很多变量可以改变这种比较。材料的等级和质量可能会有所不同,对于复合材料,需要考虑制造工艺,纤维结构和质量。
CFRP复合材料的缺点
成本:尽管是令人惊奇的材料,但是有一个原因不能在每一个应用中都使用碳纤维。目前,CFRP复合材料在许多情况下都是成本过高的。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)以及纤维束的尺寸,碳纤维的价格可能会发生巨大变化。
按磅计算的原始碳纤维价格可能比玻璃纤维高出5倍至25倍。当将钢与CFRP复合材料进行比较时,这种差异甚至更大。

导电性:这可能是碳纤维复合材料的优势,也可能是劣势,这取决于应用。碳纤维具有极高的导电性,玻璃纤维具有绝缘性。许多应用使用玻璃纤维,而不能使用碳纤维或金属,严格来说是因为电导率。

例如,在公用事业行业,很多产品都要求使用玻璃纤维。这也是为什么梯子用玻璃纤维作为梯子扶手的原因之一。如果玻璃纤维梯子与电线接触,触电的可能性会低得多。碳纤维增强塑料(CFRP)梯子的情况就不同了。
尽管CFRP复合材料的成本仍然很高,但是制造领域的新技术进步仍在继续,以提供更具成本效益的产品。希望在我们的一生中,我们能够看到低成本的碳纤维广泛应用于消费、工业和汽车领域。

 

 
 
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