大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于碳纤维复合管的问题,于是小编就整理了3个相关介绍碳纤维复合管的解答,让我们一起看看吧。
碳纤维管比钢管更硬吗?
答:纤维管结实。
在强度方面,纤维管的抗拉强度为3000MPa,与树脂基质复合后制成的碳纤维管的抗拉强度约为1500MPa,而钢材的抗拉强度只有300-600MPa,钢管(如Q235)的抗拉强度只有370MPa-500MP。对比结果显而易见,碳纤维管抗拉伸荷载的能力要比钢管强得多。
碳纤维管的密度只有1.6g/cm3,钢管的密度为7.8g/cm3,密度越小,重量越清,减重效果越明显。对于无人机、机械臂、医疗器械等对产品或设备有减重要求的,碳纤维管的应用有助于提高产品的工作效率。
碳纤维管比钢管更硬。碳纤维管的硬度比钢管高,因为碳纤维管的强度比钢管高,而且碳纤维管的密度比钢管低,因此碳纤维管的比强度(强度与密度的比值)比钢管高。此外,碳纤维管还具有优异的耐腐蚀性和耐疲劳性能,因此在一些特殊领域,如航空航天、汽车、体育器材等领域中得到广泛应用。
特种纤维复合材料什么用处?
碳纤维是由含碳量高、热处理不熔融的人造纤维,经过热稳定氧化处理、碳化处理以及石墨化等工艺制成的特种纤维。其力学性能优异,与一般碳素材料不同的是,碳纤维具有很强的各向异性,在沿纤维轴的方向有着很高的强度。
碳纤维一般不作为材料单独使用,会与树脂、金属、陶瓷等基质复合,制成碳纤维增强复合材料。考虑到成本控制和工艺问题,目前应用较多的是碳纤维增强树脂基复合材料,能够满足对密度、刚度、重量、疲劳特性等要求严格的领域需求。
碳纤维复合材料一开始在航空航天等高端领域应用,随着技术工艺的不断成熟,目前在机械、汽车、纺织、体育等领域也有着广泛应用。
1.航空领域
航天飞行器每减少1kg的重量,运载火箭可以减少500kg,碳纤维复合材料比重小、刚性好、强度高,所以在航天飞行器中很受欢迎。
某垂直起落战斗机,碳纤维复合材料的使用量占全机重量的1/4,占机翼重量的1/3。据悉,美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等,都是用碳纤维复合材料制成的。
2.汽车领域
碳纤维复合材料用于汽车领城多数是代替钢材,可减质量40%以上,从而节省燃油降低使用成本。
据知汽车结构每减质量10%,可节省燃油7%。F1(世界一级方程锦标赛)赛车,车身大部分结构都用碳纤维材料。家用汽车应用复合材料目前也逐渐形成一种趋势,在当前能源紧张、燃油涨价的形势下,尤其是随着电动汽车的风行,必将形成复合材料潜在的应用大户。
3.风力发电领域
一篇文章读懂碳纤维复合材料在航空航天领域的应用?
碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、各向异性等突出优点。
一、碳纤维在导弹上的应用
导弹发射器的性能要求发射器采用圆筒薄壁结构,其身管厚度不得大于2mm,且发射器的重量不能超过导弹的1/6,制成的导弹身管要具有足够高的强度,以及良好的密封性、透湿率等性能。
实验表明,将碳纤维材料用于导弹发射器的身管,大幅降低了发射器的重量,可满足发射器身管透湿率、轴线变形性等要求,而且电磁屏蔽性能很好。
二、碳纤维在运载火箭上的应用
碳纤维复合材料主要用于制造运载火箭箭体和发动机壳体的结构部件,其中,发动机盖、壳体、燃烧室等需要***用耐高温、比刚度和比模量高的材料,整流罩需要***用易于加工、整体成形性能好的材料。
当前,美国、日本、法国等国家的运载火箭发动机壳体均***用碳纤维复合材料制造,例如,日本的M-5火箭的发动机壳体等,运载火箭应用碳纤维复合材料在质量上比铝合金材料减少10%-25%。
三、碳纤维在人造卫星上的应用
碳纤维复合材料具有较高的比强度、比刚度,良好.的抗疲劳性能,以及优异的整体成形性能等特性,因此,碳纤维复合材料自问世以来就被用作卫星飞行器的本体结构、天线,以及太阳能电池板构件。
碳纤维复合材料具有密度小、重量轻、易于加工、整体成形性好等一系列特性,因而可用来制作卫星的太阳能电池阵,包括太阳能电池基板和连接架等。
到此,以上就是小编对于碳纤维复合管的问题就介绍到这了,希望介绍关于碳纤维复合管的3点解答对大家有用。