碳纤维的主要性能

碳纤维是现代材料科学领域中的热门材料之一,其主要原料是聚丙烯腈。碳纤维以其轻质、高强度、高模量、高耐热性和高耐蚀性等诸多优点,成为了各种工业领域中的重要材料。下面,我们将从碳纤维的多个方面来详细介绍其主要性能。


轻质
碳纤维的特殊组成结构,使其同时具有轻质和高强度的性能。相比于其他材料,碳纤维的密度更低,达到了1.5-2.0g/cm³的水平,比重量级轻的金属铝还轻25%-30%。因此,碳纤维所制成的制品可以减轻载荷,提高使用效率,对于提高车辆的性能、降低重量、减少油耗也有显著的效果。
强度高
碳纤维具有非常高的强度,通常使用它的根据是每个细纤维多重比高品质钢强度高5-10倍。同时,碳纤维的层叠方向中,“纤维定向”会影响其强度大小,纤维角度与受力方向之间的夹角越小,其力学性能就越好,这也是为何在工业领域中广泛采用碳纤维制品的原因之一。
刚性和稳定性
碳纤维具有高的刚性和稳定性,这也是其被广泛应用于造船、航空、航天、汽车等高要求领域的主要原因。在高速行驶时,碳纤维材料可以提供更好的支撑和稳定性,而且也可有效抵抗外力的冲击,兼顾了表面平整度和力学性能。
耐热性好
碳纤维在高温的环境下仍具有出 色的力学性能,能在800℃以下的温度下保持其稳定的力学性能,并且在急冷急热等突变环境下,仍能保持很高的韧性。因此,碳纤维也被广泛应用于高温的领域中,如航空航天和核工程等领域。
防腐性好
由于碳纤维本身对化学腐蚀和电腐蚀的抵抗力非常高,其制成的材料也具有出 色的耐腐蚀性。在高酸、高碱、高温或其他腐蚀性介质中,碳纤维仍保持稳定的机械性能,因此在制造化工设备、生产管道等方面有着广泛的应用。
成型性高
密集的纤维结构使碳纤维具有较大的弹性模量和弹性极限;同时,由于其拥有良好的柔性,并且容易切割和塑性变形,因此有的成型性能。这一点可以帮助碳纤维构件根据要求进行精 确的设计,提高了生产效率和制造质量。
电性能稳定
碳纤维具有良好的电学性能,从而具有稳定的电性能。它有较高的电阻率和介电常数,在加工、密封和涂层施工等领域中表现出了良好的性质。并且,其还能有效地阻隔电磁波的穿透,防止干扰和泄露。