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碳纤维的分类和各类型碳纤维的适用范围

发布日期:2018-02-19 00:00 来源:http://www.cedar-composites.com 点击:


含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲惫性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损害,在强酸效果下发作氧化,与金属复合时会发作金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因而,碳纤维在运用前须进行外表处理

碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状况分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学功能分为通用型和高功能型 。
通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高功能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。跟着航天和航空工业的发展,还呈现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。

碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他资料。碳纤维除用作绝热保温资料外,一般不单独运用,多作为增强资料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等资猜中,构成复合资料。碳纤维增强的复合资料可用作飞机结构资料、电磁屏蔽除电资料、人工韧带等身体代用资料以及用于制作火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

碳纤维依据原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包含PAN基碳纤维(高强度型)及沥青基碳纤维(高弹性型)。

不同类型的树脂还能够保证其对砼具有杰出的浸透效果,例如底涂树脂;以及对碳纤维片与砼结构的粘接效果,例如环氧粘结树脂等。 

只是依托碳纤维片自身并不能充分发挥其强壮的力学特性及优胜的耐久功能,只要经过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构外表并与之严密地结合在一起构成全体一起作业,才能到达补强的意图。因而,环氧树脂的功能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的功能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有杰出的浸透效果,能进入到混凝土内一定深度;张贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片,有很强的粘结力。依运用温度的不同,树脂还分为夏用及冬用类树脂.




碳纤维资料与其他加固资料比照.

(1)抗拉强度:碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。 

(2)弹性模量:碳纤维复合资料的拉伸弹性模量高于钢材,但芳纶和玻璃纤维复合资料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。 


(3) 疲惫强度:碳纤维和芳纶纤维复合资料的疲惫强度高于高强纲丝。金属资料在交变应力效果下,疲惫极限仅为静荷强度的30%~40%。因为纤维与基体复合可缓和裂纹扩展,以及存在纤维内力再分配的可能性,复合资料的疲惫极限较高,约为静荷强度的70%~80%,并在破坏前有变形明显的征兆。 

(4)分量:约为钢材的五分之一。 

(5)与碳纤维板的比较:碳纤维片材能够张贴在各种形状的结构外表,而板材更适用于规矩构件外表。此外,因为张贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大,与混凝土界面的粘接强度不如片材。

相关标签:碳纤维制品

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