有比碳纤维更好的材质吗?
碳纤维是目前航空领域的热门材料,高强的性能让它在一些极端环境系保有出色的表现,是当下无法替代的一种新型材料。那还有比碳纤维更好的材质吗?
碳纤维材料的性能优势总结:
1、密度低:碳纤维通常以复合材料的形式应用于各个行业和领域,碳纤维复合材料的密度只有1.7g/cm3左右,是钢的1/5,是铝合金的1/2,是钛合金的1/3,在工业制造上想要降低设备重量,那碳纤维复合材料是非常好的一种选择。
2、强度高:别看碳纤维复合材料的密度低,以为它很脆弱,实则相反。根据数据,品级最低的T300碳纤维的抗拉强度在3500MPa左右,T1000碳纤维的抗拉强度在7000MPa左右。高强度带来的是更高的抗冲击效果,在纤维方向上更大的载荷。
3、耐热性:碳纤维材料是经过2000℃高温氧化而形成的材料,耐热性很强。碳纤维与树脂材料结合形成的碳纤维复合材料继承了这个特点,具体的耐高温程度与树脂的熔点相关,正常的耐高温程度也可以达到150℃左右。
4、不易变形:碳纤维复合材料可以在工作温差上百摄氏度的环境下正常工作,这是因为它的热膨胀系数很小,高低温骤变下蠕变程度几乎为零,保障碳纤维制品不会发生形变损坏。
5、耐用度高:碳纤维复合材料具备较好的耐酸碱腐蚀能力,可有效对抗普通酸碱溶剂。另外碳纤维复合材料的耐湿性、耐氧化和耐水性都不错,整体使用寿命较长。
比碳纤维更好的材质吗?
很多人可能会有疑问,为什么碳纤维材料的综合性能这么好,在实际使用中无法大范围的应用呢?
这是因为碳纤维在纤维方向上的性能表现优异,而非纤维方向上的表现差强人意,这也是碳纤维材料脆性大,超过承载力之后容易断裂损坏的原因。
基于这样的现状,那还有比碳纤维更好的材料吗?或者有什么方法可以改善碳纤维材料的性能弱点呢?
就目前来说,综合性能高于碳纤维的材料很少,即使是钛合金这样的材料也存在一点的缺陷。航天领域里还有一种碳钛合金的复合材料,它的综合性能可能更好一些,但加工难度太大,想要大规模应用几乎不太可能。
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