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碳纖維從上世紀50年始受到人們的關注, 70年代以后飛速發展,長安碳纖維球拍,年產 量達到300噸, 80年代后成為一項新穎的*工業, 90年代以后涉及的領域增多,現在已經使用在體育用品、航天航空和軍事安全等多個方面。碳纖維的優勢很多,包括模量大、耐高溫、耐腐蝕、強度大、量輕等,但是也有一一些不如意的地方,本文就來說說它在哪些方面還有待提高。
決定碳纖維產品重量的是它的原絲,如果在制造的過程中原絲存在缺陷,那么便不可能知道高質量的材料。瀝青基碳纖維,原料的價格較低,能省去不少成本,但原料的組成不均勻,不能制得的原絲。粘膠基碳纖維,它有著基本的石墨結構,這是制造碳纖維所必須的,缺點是質量的不穩定,特別是強度的不均勻。
上面說到原絲的不同會影響到碳絲質量的不均,所以在技術方面,需要把控好 ,把碳纖維的強度、彈性模量等性能的不均率控制到,讓同一批生產出來的材料盡可能接近。 另外,碳纖維使用的領域不同,對材料也有不同的需求,有些需要強度特別大的,有些需要耐高溫的,生產的時候,可以通過改變浸漬法、溫度、步驟等達到所需的要求。
常用t300碳纖維的*拉強度能夠達到3500mp3,是剛的數倍,也要優于多數結構材料,同時還具備一些金屬材料所沒有的彎曲強度以及剪切強度,碳纖維材料的比強度和比衡量綜合能標在現有結構材料中是z高的,是鋼材,大朗碳纖維球拍,鋁合金、鎂合金的理想替代材料。
碳纖維與金屬材料z大的不同在于,一般選定一種金屬材料其強度z給定的,碳纖維是一種各向異性的結構材料,碳纖維球拍,平行于纖維方向與垂直纖維方向性能不同,所以碳纖維材料能夠通過的鋪層設計,盡可能的發揮出性能的優勢。例如常見的碳纖維板,不同的鋪層角度所帶來的性能也是不同的。
復合材料以碳纖維增強的樹脂基復合材料為數量上的主體。碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的密度僅為鋼的1/4、鋁合金的1/2,但強度卻比鋼高4倍、比鋁高6~7倍。航天*的重量每減少1公斤,就可使運載火箭減輕500公斤,因此,碳纖維復合材料的這種低密度、高強度的優異性能,使其在航天航空等高科技領域占有重要地位。
不僅如此,碳纖維復合材料還因其比強度、比模量高的特點,越來越應用到體育用品行業。傳統的體育用品大多采用木材及其復合材料制品。但是,碳纖維增強復合材料的力學性能比木材高得多,它的比強度和比模量分別是杉木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此,它在體育用品方面得到了廣泛的應用,其用量幾乎占全世界碳纖維總消耗量的40%左右。
1、網球拍
復合材料制成的網球拍,輕而堅,剛性大,應變小,可降低球與球拍接觸時的偏離度;同時,碳纖維復合材料的阻尼性好,可延長腸線與球的接觸時間,使網球獲得較大的加速度。例如,木制球拍的接觸時間為4.33毫秒,鋼制品為4.09毫秒,大嶺山碳纖維球拍,碳纖維復合材料為4.66毫秒,相對應的球的初速度則分別為149.6千米/時、138千米/時和157.4千米/時。這種網球拍已有商品供應市場銷售。
2、羽毛球拍
碳纖維增強復合材料剛成的羽毛球拍其特點是重量輕、剛性大、避免了木制品因其剛性不足而造成的斷把現象,同時它還具有與上述網球拍一樣的優點。
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