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碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

2017-02-23 08:19:46

C FRP可降低材料的摩擦系數(shù),提高PV值,特別適用于高載荷、低速度的軸承。CFRP有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,利用其導(dǎo)電性,可制備電磁波屏蔽材料、抗靜電材料。熱膨脹系數(shù)小,塑料加工制件尺寸穩(wěn)定性好,其加工收縮率是GFRP的一半總有,約為未增強(qiáng)材料的1/5,但CFRP的縱橫向膨脹系數(shù)差異較大。CFRP的不足是抗沖擊方面不如GFRP,可以通過在碳纖維組分中混雜玻璃纖維和芳綸纖維的辦法開改善和提高。
 
作為受力結(jié)構(gòu)件使用時,需要高強(qiáng)度、高模量、耐高溫的玻璃纖維和高性能的聚合物作為基體材料。熱固性玻璃鋼一般都耐酸、鹽、有機(jī)溶劑,熱塑性玻璃鋼化學(xué)性方面尤佳。因此在化工領(lǐng)域廣泛用于各種化工設(shè)備,其工況條件要求在低壓或常壓,溫度不超過120℃。GFRP具有優(yōu)異的電氣絕緣性,可以制成各種開關(guān)裝置、電纜輸運(yùn)管道、高頻絕緣子。
 塑料加工產(chǎn)品
熱塑性樹脂品種較多,GFRP強(qiáng)度高、模量高,高強(qiáng)度的碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂強(qiáng)度達(dá)到3GPa,模量為160GPa,而超高模量碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂強(qiáng)度為1.2GPa,模量為420GPa。CFRP的強(qiáng)度、模量均高于GFRP。耐疲勞性好,大多數(shù)金屬材料的疲勞強(qiáng)度是拉伸強(qiáng)度的30%-50%,而碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂,疲勞強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度的70%-80%。
 
 
用玻璃纖維增強(qiáng)的工程塑料可用作電動工具罩殼,手柄,家電用器的蓋、外殼。GFRP在高頻射電場作用下,具有電磁波穿透性能好、對電磁場能力反射及損耗小等特性,因而大量用作雷達(dá)、無線電訊及其他高頻電磁場技術(shù)中的介電材料。GFRP大量用于建筑材料,如一般的門窗框架、落水斗管,透明的玻璃鋼波形瓦用于農(nóng)業(yè)用暖房。
 
熱固性和熱塑性的制品均有大量應(yīng)用,通常大面積制件的熱固性為多,如汽車車棚和船舶船體。GFRP的其他應(yīng)用還包括機(jī)械工業(yè)使用的一般結(jié)構(gòu)件、耐磨傳動件,以及醫(yī)療設(shè)備和文體用品。碳纖維是一種以碳為主要成分的纖維狀材料,包括含碳量95%左右的碳纖維和含碳量99%左右的石墨纖維。
 
GFRP生產(chǎn)工藝比較多,不同的生產(chǎn)工藝,塑料加工性能較差可能較大,通常是根據(jù)產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)、使用要求、生產(chǎn)規(guī)模,結(jié)合材料的工藝性能確定,一些環(huán)形制件,一些長的棒材、管材、工字梁、T形梁和各種型材可采用拉擠工藝。GFRP的應(yīng)用與材料的特殊性有關(guān),較多的用于受力要求不高的一般工業(yè)及民用材料。
 
商品化的碳纖維品種很多,高性能的碳纖維有高強(qiáng)度碳纖維、高模量碳纖維、中模量碳纖維等。品種不同,纖維形態(tài)不同,復(fù)合材料的性能各有差異。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括熱固性樹脂為基體的復(fù)合材料和熱塑性樹脂為基體的復(fù)合材料兩類。熱固性樹脂以環(huán)氧樹脂為主,其他有酚醛樹脂、聚酰亞胺等,聚酰亞胺主要用于耐高溫場合。
 
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