碳纤维复合材料碳纤维是否是复合材料

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碳纤维复合材料碳纤维是否是复合材料

2020-04-12 04:29:33 来源：朵拉利品网

1, 碳纤维是否是复合材料

碳纤维本身不是复合材料，但是复合材料的基体。
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A，各平行层面间的各个碳原子，排列不如石墨那样规整，层与层之间借范德华力连接在一起。
主要分类：
1、碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、碳纤维沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维；
2、按性能可分为通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维；
3、按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；
4、按力学性能分为通用型和高性能型。
优势：
1、高强度（是钢铁的5倍）；
2、出色的耐热性（可以耐受2000℃以上的高温）；
3、出色的抗热冲击性；
4、低热膨胀系数（变形量小）；
5、热容量小（节能）；
6、比重小（钢的1/5）;
7、优秀的抗腐蚀与辐射性能。

2, 碳纤维复合材料的特性有哪些

1、刀具磨损情况严重、寿命较低
碳纤维具有高强度和高硬度（HRC53-65），作为切削硬质点直接与刀具刃口发生剧烈的摩擦，造成刀其磨损，未及时排出的切屑挤压填充在切削区域，与刀具表面发生研磨作用，加速刀具磨损。基体的剪切、纤维的断裂，及切削刃与切屑和己加工表面之间的摩擦都会伴随切削热的产生，而碳纤维增强复合材料的导热性差，切削热主要集中在刀具切削刃附近，烧蚀刀具表层材料，降低刀具的切削性能，因而对刀具的切削性能要求很高。
2、碳纤维增强复合材料产生分层、撕裂、毛边等缺陷
碳纤维增强复合材料的层间结合强度低，加工过程中垂直铺层方向的切削力如若超过层间结合强度就会引起分层缺陷，即使徽小的分层也可能导致整个零件的报废。碳纤维增强复合材料最外层在加工时处于自由状态，是层间破坏最集中的部位.钻孔时，在轴向力的作用下，最外层材料发生变形和退让，从而引起材料的分层、撕裂和隆起。加工自由表面的纤维在没有被切断的悄况下容易被拉出墓体形成毛边。
3、产生残余应力
由于碳纤维和基体树脂的热胀系数相差较大，在较高切削热的作用下，工件容易产生残余应力，影响加工表面的尺寸精度和表面粗糙度。
4、粉尘污染严重
加工碳纤维增强复合材料过程中，如若使用水性切削液，会对材料本身产生不利的影响，因此，碳纤维增强复合材料的加工多采用千式切削。黑色粉末状的切屑粉尘，以一种不均匀，无规则的运动状态飘散到周围的空间中。碳纤维粉尘刺激人体皮肤和呼吸道，不利于操作人员的健康，而导电的切屑易使机床电路发生短路故障。

3, 什么是碳纤维复合材料

碳纤维首先是一种物质，是由和钻石同等材质在1000℃以上高温碳制成的。
碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。
碳纤维的另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右，是铝的二分之一，钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻，但它强度高，有很高的“比强度”（比强度=材料的强度极限/材料的单位重），它的比强度是钢的5倍，刚性非常好。
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。
鉴于以上碳纤维的诸多优异特性，碳纤维应用的范围越来越广。从50年代主要应用在火箭、宇航及航空等尖端科学，到80年代被广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。同时，随着高性能及超高性能的碳纤维的相继出现，它应用的范围越来越广，如A380、波音777、美国新型主战坦克，碳纤维比重占到15%以上。同时，随着碳纤维加工技术的普及，它的应用范围自80年代起逐渐涉及到民用方面。到目前为止，我国各种应用占碳纤维率需求比例分别为体育30%，航空10%，工业60%。
体育用碳纤维主要应用于高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。
另外，它在建筑的抗震加固方面也有广泛的应用。

4, 碳纤维属于复合材料吗

碳纤维属于复合材料。
因为碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，所以是复合材料。
简介：
一、碳纤维：
碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
二、复合材料：
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

名词解释

纤维

纤维（美：Fiber；英：Fibre）是指由连续或不连续的细丝组成的物质。在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。纤维用途广泛，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。

碳纤维

碳纤维（carbon fiber，简称CF）是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有高硬度、高强度、重量轻、高耐化学性、耐高温的特性。碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，这也使其在航空航天、土木工程、军事、赛车与其他竞技体育运动制品很受欢迎。

材料

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为“含能材料”，因为它属于火炮或火箭的组成部分。