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同样是热塑性碳纤维,连续碳纤维增强的机械性能更好吗?

发表时间:2023-06-20 14:58:36  作者:超级管理员 阅读数:385

    随着大量人力物力财力的投入,碳纤维技术的发展从原先的热固性阶段,慢慢过度到热塑性阶段。相较于前者,热塑性碳纤维的综合性能更完善,加上独特的热重塑特性,可以为未来的工业生产提供很大的帮助。不过热塑性碳纤维并不是单一的品类,其中也包含高端和低端,而连续碳纤维增强热塑性复合材料才是真正的性能王者。

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    热塑性碳纤维复合材料分类须知

    热塑性碳纤维只是一个统称,是碳纤维和热塑性树脂融合生产的所有的产物的概括,如果真要进行分类,可以从碳纤维和热塑性树脂这2个方面细分开来。

    1、碳纤维形态:碳纤维有粉末、短切、长切和连续之分,其中以连续碳纤维的性能最好,它完整的继承了碳纤维所有的机械性能优势。

    2、热塑性树脂:目前常用的有聚酰胺、聚丙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮酮等,未来可能还会有新增。不同的热塑性树脂具备的性能是有差异的,比如聚酰胺树脂的耐磨性极强,聚醚醚酮树脂的生物相容性较好的。

    碳纤维的形态和热塑性树脂的种类是分类的2个依据,同时各自的含量占比,后续的加工工艺等,都会影响热塑性碳纤维复合材料及制品的实际性能,因此热塑性碳纤维的性能区间范围比较大。

同样是热塑性碳纤维,连续碳纤维增强的机械性能更好吗?

    连续碳纤维增强热塑性复合材料的机械性能高一个档次

    连续碳纤维增强热塑性复合材料具有优异的机械性能,使其非常适用于各种应用。相比于粉末、短切碳纤维,连续碳纤维增强的热塑性复合材料在各项机械性能方面的表现可圈可点,甚至可以说比前面2种高出至少1个档次。

    1、抗拉强度:抗拉强度是指材料在拉伸断裂前可以承受的最大应力,连续碳纤维增强热塑性复合材料的拉伸强度范围可以从500MPa到2000MPa或更高,具体取决于具体的成分和加工参数。

    2、弹性模量:弹性模量是指材料在施加载荷下抵抗变形的能力,连续碳纤维增强热塑性复合材料具有高弹性模量,通常范围为50GPa至150GPa或更高。这种高刚度提供了结构刚度,有助于增强材料的承载能力。

    3、弯曲强度:弯曲强度表示材料在负载下抵抗弯曲或变形的能力,连续碳纤维增强热塑性复合材料表现出高抗弯强度,通常在500MPa至1500MPa或更高的范围内。此属性使它们适用于涉及弯曲或结构支撑的应用。

    4、冲击强度:材料的冲击强度是指材料在冲击载荷过程中吸收能量而不破裂的能力。由于碳纤维固有的韧性,连续碳纤维增强热塑性复合材料表现出良好的抗冲击性。冲击强度可根据复合材料配方和加工条件而变化。

    5、剪切强度:剪切强度表征材料抵抗导致内层相对滑动或变形的力的能力。连续碳纤维增强热塑性复合材料通常具有高剪切强度,有助于其在剪切载荷条件下的结构完整性。

    6、抗疲劳性:连续碳纤维增强热塑性复合材料表现出优异的抗疲劳性,使其能够承受重复的循环载荷而不会显着降低机械性能。此属性对于承受重复负载或振动的应用至关重要。

    热塑性碳纤维复合材料的优势可不仅仅在于机械性能的完善,对比热固性碳纤维,它可以实现多次重复热塑成型,这才是它备受期待的真正原因。

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