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你所不知道的碳纤维复合工程塑料的应用

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发表于 2018-4-27 12:42:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
碳纤维作为新兴材料正由成长期进入到快速应用期,未来主要应用领域在无人机、航空航天、家用、交通等领域,预计在工业领域应用占70%,在休闲娱乐等领域的应用占15%30%,碳纤维复合工程塑料主要性能有:
质量轻。碳纤维密度大约在1.76~1.80 g/cm3之间,所制复合材料密度在1.50~1.60 g/cm3之间,而钢材约为7.87 g/cm3。显然,CFRP比钢材轻得多。
高比强度和高比模量CFRP的比强度约是钢材的7~12倍,比模量约是3~5倍。所以,CFRP可用来制造轻而强和刚而坚的各种制品。
耐疲劳强度高。CFRP的耐疲劳强度高, 显著优于钢材,使用寿命长。特别是抽油杆的往复运动,管外海水压力与管内压力不平衡而引发材料的疲劳,导致疲劳断裂。利用CFRP抽油杆可解决这一问题。
耐腐蚀。CFRP耐酸耐碱性强,耐各种环境腐蚀,且不生锈,在海水中使用寿命比钢制件长得多。
5热性能优异。CFRP的热膨胀系数小,轴向热膨胀系数约为-0.1×10-6/℃,垂直于轴向热膨胀系数约为+35×10-6/℃。在冷态环境下不脆裂,在热态环境中尺寸稳定。CFRP的耐热性很大程度上取决于基体树脂。就碳纤维的耐热性而言,可在300 ℃以下的空气中长期使用。
这么多优异的性能,成熟应用的案例有哪些呢?
1)高端自行车脚踏板如图1,需要的材料特点:高强度、耐磨性,良好的外观,替代传统金属脚踏;经过多次验证,最终选择PA-30CF/EleHPC材料。
2)油田行业用零部件如图2,长期在井下作业,需要的材料特点:高刚性、高强度、耐腐蚀;经过多次验证,最终选择PA-30CF/EleHPC材料。
3)无人机的结构件如图3,需要的材料特点:高强度、轻量化。使用的材料PA-CF/EleHPC。
4)煤矿粉尘检测仪表如图4,需要的材料特点:永久抗静电、防爆、无碳粉脱落。应需要检测煤矿粉尘浓度,所以设备使用过程中不能有碳粉脱落的影响,设备使用过程中可能会跌落,所以韧性要足够,使用的材料PC/ABS-ESD。
5)IC托盘如图5,需要的材料特点:导电性、高强度、耐高温。使用的材料PPE-CF20/EleHPC。                                 
6)机械用齿轮如图6,需要的材料特点:耐磨、高强度、耐高温。使用的材料PA66-CF30/EleHPC。
碳纤维复合工程塑料的应用领域还有很多很多,这里只介绍了典型的几种,留心生活,你会发现,这个新兴材料的应用真的挺多!同时也加快了碳纤维材料工业的发展,是工程塑料史上一次重大的变革。

图1

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图2

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图3

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图4

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图5

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图6

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