碳纖維和其他輕量化材料的性能對比

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　　目前在運(yùn)輸行業(yè)隨著對節(jié)能減排要求的提高，輕量化是主要的發(fā)展趨勢（trend)，無論是汽車、高鐵還是飛機(jī)游船都在整體減重方面發(fā)力。想要實(shí)現(xiàn)重量降低（reduce)需要對原本的制作材料(Material)進(jìn)行更換，下面新材帶領(lǐng)大家共同了解(Find out)一下碳(C)纖維和其他輕量化材料的性能對比。
　　制作材料(Material)的輕量化才實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品(Product)的減重目的，在工業(yè)生產(chǎn)(Produce)行業(yè)實(shí)現(xiàn)減重的材料替換趨勢（trend)是普通鋼→熱成型鋼→鋁（Al)合金(熔點(diǎn)660℃)→鎂合金→碳(C)纖維，各個材料的重量依次降低（reduce)，但是比強(qiáng)度（strength)并不會減弱。想要達(dá)到400公斤的普通鋼強(qiáng)度，碳纖維復(fù)材僅需要160公斤，減重效果對比如圖：
　　就目前對于材料(Material)的探索來說，工業(yè)化領(lǐng)域使用碳(C)纖維來實(shí)現(xiàn)輕量化的效果是最明顯的。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。而且碳纖維增強(qiáng)的材料體系有非常多待摸索的發(fā)展空間，能夠設(shè)計出各類不同性能的材料。對于碳纖維和其他輕量化材料的力學(xué)性能對比如圖，可以看出碳纖維的拉伸強(qiáng)度和比強(qiáng)度是目前眾多材料難以望其項背的。
　　碳(C)纖維作為增強(qiáng)材料(Material)難以直接在產(chǎn)品(Product)制作中使用，需要和基體復(fù)合，目前和環(huán)氧(Oxygen)樹脂(Resin)(Epoxy resin)是已知復(fù)合材料體系中可以將碳纖維性能發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)最好的一種方式方法。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維復(fù)合材料繼承了碳纖維的高比鋼和比強(qiáng)優(yōu)勢，即便最好的玻纖復(fù)材也僅僅只能跟上低端碳纖維的腳步。 123456
　　另外碳(C)纖維復(fù)材的模量也很高這讓其在結(jié)構(gòu)質(zhì)量上相對于其他材料更具優(yōu)勢（解釋:能壓倒對方的有利形勢)，制作結(jié)構(gòu)件想要實(shí)現(xiàn)輕量化使用碳纖維是最佳的選擇(xuanze)。
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