碳纤维的优点和缺点

碳纤维,又称石墨纤维,是由长股碳纤维交织在一起形成织物状的结构,碳纤维部件的性能接近于钢材,重量接近于塑料。因此,碳纤维部件的强度与重量之比(以及刚度与重量之比)远远高于钢或塑料。

碳纤维具有极高的强度.碳纤维(CF)被用作复合材料中的增强材料等.对CF的需求将继续上升,2018年全球需求量将超过77000吨,到2025年将上升到150000吨以上。一些生产商在2018年增加了产能,康德(6.6万吨)、东丽(6.2万吨)和SGL集团(4.9万吨)将在未来几年大幅增加产能。其他有发展计划的公司包括Hexcel、DowAska和Hyosung。 东丽在2018年3月以10亿美元收购了CF组件制造商TenCate AdvancedComposites Holding。目前全球联合制造能力超过14万吨。

优点:

碳纤维比钢强,但比铝轻。 碳纤维的强度是钢的5倍,刚度是钢的2倍(有的甚至是8倍),因此,在金属强度不够的地方,碳纤维经常被用来替代金属合金。碳纤维被认为是最适合的材料。在传动轴的应用中,它的强度是钢的4倍,而它的重量却比铝轻40%。 像迈凯伦MP4-12c这样的汽车,能够在短短3.3秒内从0-62Mph加速,最高时速可达205Mph,如果不是因为它下面的全碳纤维复合材料底盘,是不可能被制造出来的。

许多竞争公司不断竞争生产高性能的设备,它利用了碳纤维的物理特性。例如,在高尔夫运动中,传统的球杆材料(如钢)正在被碳纤维所取代,因为碳纤维可以生产出轻量级的球杆,并且具有低扭矩的优点。网球是另一项运动,同样的知识也被用于制造轻巧、坚固的球拍。 碳纤维和其他复合材料被用于乐器的开发。

碳纤维在科学上也有优势,主要用途之一是碳纤维电极.碳纤维被用于航空航天工业,它被用来制造更轻、更强的飞机部件,可以达到比他们的金属合金对应物更多、更强的效果。事实上,碳纤维还被用于替代金属,如船、防弹衣、电脑、遥控直升机等,它们也越来越多地被用于风力涡轮机、航空航天(商用和军用飞机、航天发射器)和压力容器行业,以提高强度与重量和刚度。

它们在航空和汽车行业的需求正在快速增长,特别是在亚洲。碳纤维专业技术的最新发展是被称为纳米管的微小碳管。这些中空的管子,有些直径只有0.00004英寸(0.001毫米),具有特殊的机械和电气性能,可以用来制造新的高强度纤维、亚微观试管,或者可以想象用于集成电路的新型半导体材料。碳纤维的潜力几乎是无限的。

缺点:

碳纤维是一种非常好用的材料,有几个优点,但是和其他产品一样也有一些缺点。最大的缺点是,碳纤维实际上是非常脆的。这意味着,虽然它很耐用,但当它破裂时,它经常会破坏性地破裂。使用碳纤维的缺点是,如果你想做出一个像样的产品,你需要一个模具,制作模具并不总是容易的,你经常需要一些专家的帮助。另一个缺点是碳纤维的数量,它非常昂贵。这种材料重量很轻,强度也很高,但你必须支付大量的现金才能在你的商品中使用它。它对环境不利,首先它在制造的时候会把它弄脏,再就是在降解的时候。它只有一种颜色,由于它的4贵,没有人愿意用其他颜色来掩饰它。碳纤维还不像钢铁和其他材料那样容易生物降解。它对人体有一定的危害,因为它会对肺部造成某种形式的癌症。

By: Mansi P. Rajyaguru