⑴ 碳纤维和铝合金哪个更坚固
铝合金材料在生活中应用范围广泛。生活中都能接触到这种材料。铝合金价格比专较便宜,属重量相对于钢铁来说比较轻,强度较高。这种材料的缺点是弹性差,受力过大后容易发生变形。碳纤维材料在应用中多和树脂复合使用,碳纤维复材重量要更轻,强度比铝合金要高很多,由于生产工艺复杂,价格很贵。碳纤复材硬度高但是比较脆,超出承载限制的受力会出现破碎,另外受到剐蹭内部便会损坏,材料性能会大大降低。
碳纤维的性能远胜铝合金材料:
一、从材料抗压或抗压的计量模量上来看,碳纤维的数据为200(GNm^-2)而6系铝合金的数据在69到79之间。数据越大表明受力变形越小,表明硬度越高。
二、材料重量上来看,碳纤维的密度要比铝合金小很多,制品方面铝合金材料能通过技术达到和碳纤维相近的重量,但是高端减重设备铝合金难以达到碳纤的数值。
三、铝合金材料结合部位通常会因为焊接留下痕迹,在外形塑造方面比较生硬死板。碳纤维制品是碳纤维布和树脂在模具中成形,可塑造各种造型,对于产品设计来说有很大便利。
⑵ 碳纤维是什么做成的挺硬吗有什么作用值钱吗
简单点回答,是纤维+树脂+固化时间=碳纤维产品。产品轻,质地强且有韧性,不易折断,作用代替金属减轻重量,适用于航空航天和游艇船舶等领域。碳纤维材质也有很大的区别,一般生活中像碳纤维鱼竿、自行车、滑板等商品都是普通的碳纤维(也强于其他复合材料),成本不算太高,因为能做碳纤维产品公司较少,市面价格相应很高。
⑶ 碳纤维和玻璃纤维各自的拉伸强度是多少
碳纤维的拉伸强度在3500Mpa以上,可达到5.5 GPa;玻璃纤维的拉伸强度为1000-2000MPa,其拉伸强度高,伸长小。
碳纤维和玻璃纤维的拉伸强度都大于钢材。当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。
(3)模具碳纤维硬度是多少扩展阅读
1、碳纤维的性质:
碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。
碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
2、玻璃纤维的性质:
玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时,最大的特征是抗拉强度大。抗拉强度在标准状态下是6.3~6.9 g/d,湿润状态5.4~5.8 g/d。耐热性好,温度达300℃时对强度没影响。玻璃纤维有优良的电绝缘性,是高级的电绝缘材料,也用于绝热材料和防火屏蔽材料。一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。
参考资料来源:网络-碳纤维
参考资料来源:网络-玻璃纤维
参考资料来源:网络-钢材
参考资料来源:网络-拉伸强度
⑷ 碳纤维硬度高吗
碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料,仅次于金刚石的硬度。
碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成,而我们所认知的高硬度,超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素,那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时,之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度,抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时,孔隙体积含量每增加1%,层间剪切强度大约降低7%。并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。
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碳纤维特点:
1、高碳物质
在“铅笔”中H指数越高代表含碳量越高,B越高代表石墨含量越高。用起来H高的自然就硬一些,B高的,自然就消耗快一点。石墨和钻石同属于碳元素构成物质,由于原子构成不同,所以物理特性不同。但是在材料界中有一个共性,那就是含碳物质拥有极高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和众多超级跑车将碳纤维用作车体的材料是因为同等体积下的碳纤维比钢铁轻了20%-30%。但是硬度却超过钢铁10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高时速引起的,有些是因为锋利的碳纤维残片能够轻易的切割开头盔护具。
也是因为在硬度上有着极强的表现,在民用量产车中,碳纤维只允许做为加固主体而并非大面积外表件的材料应用。
3、低阻燃率
碳纤维在物理特性的方面虽然很出色,但在某些化学特性上的表现并不是很好。例如抗阻燃方面较差。
⑸ 碳纤维复合材料加工特性表现为
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。
⑹ 碳纤维有多硬
碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料,仅次于金刚石的硬度。
碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成,而我们所认知的高硬度,超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素,那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时,之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度,抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时,孔隙体积含量每增加1%,层间剪切强度大约降低7%。并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。
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碳纤维特点:
1、高碳物质
在“铅笔”中H指数越高代表含碳量越高,B越高代表石墨含量越高。用起来H高的自然就硬一些,B高的,自然就消耗快一点。石墨和钻石同属于碳元素构成物质,由于原子构成不同,所以物理特性不同。但是在材料界中有一个共性,那就是含碳物质拥有极高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和众多超级跑车将碳纤维用作车体的材料是因为同等体积下的碳纤维比钢铁轻了20%-30%。但是硬度却超过钢铁10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高时速引起的,有些是因为锋利的碳纤维残片能够轻易的切割开头盔护具。
也是因为在硬度上有着极强的表现,在民用量产车中,碳纤维只允许做为加固主体而并非大面积外表件的材料应用。
3、低阻燃率
碳纤维在物理特性的方面虽然很出色,但在某些化学特性上的表现并不是很好。例如抗阻燃方面较差。
⑺ 碳纤维比钢还硬是么
碳纤维的硬度大于钢。
碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。
碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
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碳纤维的用途:
20世纪90年代初,高性能及超高性能炭纤维已问世,预料今后工作将致力于完善工艺、扩大生产、降低成本和开发应用。一些特种炭纤维,如抗氧化炭纤维(以提高复合材料的使用温度)、低纤度炭纤维(做0.035 mm超薄型预浸带用)、高导热低电阻炭纤维(以满足屏蔽电磁、射频干扰用,并可散发多余的热能);
低热膨胀系数炭纤维(供卫星天线系统、反射镜等用),中空炭纤维(用于飞机制造工业,提高复合材料的冲击韧性,核反应堆中的高温过滤介质,分离生物分子血清和血浆用的介质)和活性炭纤维,随着科学及工程的发展会有很大发展。
现在炭纤维的主要产品有聚丙烯腈基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维种类、工艺及最终炭纤维性能等不同,又分成许多品种。“炭纤维”一词实际上是多种炭纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。
加上表示性能的符号(如HT表示高强、HM高模、SHT超高强、HTHS高强高应变、IM中模及UHM超高模等)。同时指出,聚丙烯腈基,黏胶基及普通型沥青基炭纤维均属难石墨化的聚合物炭,而中间相沥青基炭纤维及气相生长的炭纤维是易石墨化炭。
⑻ 碳纤维的密度和硬度是多少
本论文通过对不同成分复合材料试样的密度、硬度、抗弯强度和电阻率等静态性能的测试发现,石墨粉表面镀铜提高了材料的导电性能,同时材料的硬度、抗弯强度都有显著的提高;但当镀铜石墨粉继续增加时,材料的导电性能降低,密度、硬度和抗弯强度下降。与铜-镀铜石墨复合材料相比,碳纤维/镀铜石墨-铜复合材料的硬度和抗弯强度有了进一步的提高,密度和电阻率变化不大。 实验中对不同含量的铜-镀铜石墨复合材料和不同含量的碳纤维/镀铜石墨-铜复合材料,在空气中,滑动速度为15m/s,载荷为4.9N的条件下进行了机械摩擦磨损试验;并在电流密度分别为10A/cm~2、15A/cm~2、20A/cm~2的条件下,对碳纤维/镀铜石墨-铜复合材料进行了电摩擦磨损试验。 从电刷的机械摩擦磨损数据可以发现,石墨粉表面镀铜大大的提高了材料的减摩耐磨性能。通过对短碳纤维增强铜-镀铜石墨复合材料的摩擦学研究,发现填充了镀铜碳纤维的铜-镀铜石墨复合材料的耐磨性比其未加碳纤维的电刷材料有较大的提高;碳纤维/镀铜石墨-铜复合材料的摩擦系数随着碳纤维体积分数的增加而增加。 研究发现,碳纤维/镀铜石墨-铜复合材料的电摩...
⑼ 碳纤维与钢铁哪个硬
碳纤维,同横截面级是碳纤维硬度大,但钢铁延展性好,碳纤维比较脆