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碳纤维是现在火热的新型材料之一,其通常不会单独使用,而是 与树脂等基体材料融合构成复合材料,碳纤维复合材料在多数领域中得到应用,大部分看重的就是力学性能,本文我们就来具体了解一下碳纤维复合材料的力学性能究竟如何?

碳纤维是现在火热的新型材料之一,其通常不会单独使用,而是 与树脂等基体材料融合构成复合材料,碳纤维复合材料在多数领域中得到应用,大部分看重的就是力学性能,本文我们就来具体了解一下碳纤维复合材料的力学性能究竟如何?

 

材料的拉伸强度是代表其力学性能的指标之一,一般包括拉伸模量、抗拉强度、泊松比等参数。以常见的2A12铝合金与T300强度的碳纤维材料为例,2A12铝合金的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别为72GPa、420MPa、0.33,而T300强度的碳纤维的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别是230GPa、3500MPa、0.28。很明显的可以看出,碳纤维复合材料的拉伸强度比铝合金的要高。

剪切性能也是复合材料的基本性能之一,主要用来表示复合材料的剪切模量和剪切强度。T300碳纤维的剪切强度达到了110MPa,同时碳纤维复合材料还具备一种层间剪切强度,就是复合材料用来抵抗分层的能力。而金属材料制品是采用金属熔融后铸造或者锻造制成,并不具备剪切性能。

 

弯曲强度也是碳纤维复合材料的性能特征之一,具体体现在弯曲弹性模量和弯曲强度两个方面。2A12铝合金弯曲弹性模量为70GPa,T300碳纤维弯曲弹性模量为140GPa,碳纤维的弯曲强度达到1300MPa,而金属材料在经历外力的作用,很容易就会发生形变。

除此之外,碳纤维复合材料的比强度和比刚度是金属材料的数倍,而且其疲劳极限拉伸是拉伸强度的70%~80%,远大于一般金属的疲劳极限(40%~50%)。在长时间的高温或低温环境下,碳纤维复合材料的各项力学性能几乎不会发生改变。

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