供應(yīng)碳纖維加工小件、復(fù)合材料、超硬材料

碳纖維是什么？

 

碳纖維是由碳原子結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)長(zhǎng)鏈。纖維非常堅(jiān)硬、勞固和質(zhì)量輕，被應(yīng)用于各種優(yōu)異的建筑材料。碳纖維材料由各種原材料塊制成，包括紗線、單向編織物和其它幾種依次用于創(chuàng)建復(fù)合的部分。

                  

 

          平紋碳纖                                  斜紋碳纖

 

 

 

 

 

在這些目錄中還有很多子類需要進(jìn)一步細(xì)化。例如不同的碳纖維條紋會(huì)對(duì)組成部分及最終產(chǎn)品產(chǎn)生不同的性能。為了創(chuàng)造一個(gè)拉伸及壓縮都強(qiáng)硬的碳纖組成部分，需要一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)建基內(nèi)部及維持其外形。環(huán)氧樹脂是一種具有良好抗壓及形變的材料，通常用于組建這個(gè)結(jié)構(gòu)使碳纖憑該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加固。由于樹脂密度小因此可以用于創(chuàng)建質(zhì)量輕的部件且非常堅(jiān)固。當(dāng)制作一個(gè)部件時(shí)許多不同的方法可以利用，包括濕法疊涂、真空袋壓成型、樹脂傳遞、匹配模具、嵌件成型、拉擠成型和許多其它的方法。此外，選擇不同的樹脂可以產(chǎn)生不同的性能。

 

 

 

 

樹脂增強(qiáng)碳纖結(jié)構(gòu)

 

 

 

 

 

強(qiáng)度、硬度與其它材料的比較

 

碳纖非常堅(jiān)固，這是典型的工程材料方面的強(qiáng)度重量比和剛度重量比的衡量，特別是在增加重量會(huì)導(dǎo)致生命周期成本或不滿意表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。一種材料的硬度是由它的彈性系數(shù)進(jìn)行測(cè)量的，碳纖的系數(shù)典型值20 msi(138 Gpa)和它的拉伸強(qiáng)度典型值是500 ksi(3.5 Gpa)。高強(qiáng)度和硬度的碳纖材料同樣具有更高的應(yīng)用價(jià)值，可以通過(guò)專業(yè)的熱處理工藝。相比鋁2024-T3的系數(shù)典型值只有10 msi和拉伸強(qiáng)度典型值只有500 ksi，而4130鋼的系數(shù)典型值是30 msi和拉伸強(qiáng)度典型值是125 ksi。

 

      作為例子，一個(gè)平紋碳纖板具有6msi的彈性系數(shù)和83 lbs/ft3的體積密度。作為對(duì)比，鋁的密度是169 lbs/ft3，它的重量硬度是8.8 x 108 ft。因此即使一個(gè)普通的平紋碳纖板的重量硬度也比鋁高18%比鋼高14%。當(dāng)考慮一個(gè)定制的強(qiáng)度加強(qiáng)的碳纖板以及同時(shí)增加強(qiáng)度及硬度的芯材時(shí)，很明顯的碳纖復(fù)合材料可以應(yīng)用到廣泛。

 

 

 

優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

 

碳纖加強(qiáng)復(fù)合材料具有幾個(gè)在材料及系統(tǒng)利用的特性。碳纖2個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用是重量令人滿意下對(duì)強(qiáng)度和硬度的要求，包括太空、軍事結(jié)構(gòu)、機(jī)器人、風(fēng)力發(fā)電、生產(chǎn)設(shè)備、體育器材及其它很多方面。當(dāng)結(jié)合其它材料時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高韌性，某些特定的應(yīng)用也會(huì)應(yīng)用到碳纖的導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性。最后，除了基本的力學(xué)特性，碳纖維具有獨(dú)特的和美麗的表面光潔度。

 

      雖然碳纖具有其它材料無(wú)法比擬的特性，但同時(shí)也有些方面需要進(jìn)行權(quán)衡。首先固態(tài)碳纖不易變形，當(dāng)在輕度彎曲情況下不會(huì)變形，相反一旦超過(guò)極限碳纖將完成破壞。在設(shè)計(jì)過(guò)程中工程師必須理解這種特性，特別是在安全因素的設(shè)計(jì)考慮下。同時(shí)值得注意的是碳纖復(fù)合材料比傳統(tǒng)的材料昂貴的多。使用碳纖生產(chǎn)高質(zhì)量的建筑材料(例如固態(tài)碳板，夾板，管)時(shí)要求比較高的水平和許多錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程，建造自裝配、高度優(yōu)化的部件和組件要求非常高的技術(shù)等級(jí)和特殊的工具和設(shè)備。

 

 

 

碳纖VS金屬

 

當(dāng)設(shè)計(jì)組合部件時(shí)不能簡(jiǎn)單的比較碳纖、銅鋁或塑料的屬性，因?yàn)檫@些材料基本是一樣的（所有點(diǎn)的特性相同），都具有相同的性質(zhì)（各軸的特性也相同）。相比之下，碳纖的力量集中在它的軸心方向，就此碳纖的特性和方向程度的影響基機(jī)械性能。碳纖部件是綜合的既不是均勻的也不是各方向的。

 

      碳纖的性能和鋼鐵相近同時(shí)其重量和塑料相近，因此碳纖的強(qiáng)度重量比（和硬度重量比）遠(yuǎn)高于鋼鐵和塑料。具體的細(xì)節(jié)取決于部件的建造和應(yīng)用，例如一個(gè)泡沫芯層具有很高的彎曲力量重量比，但不一定壓縮或擠壓，它們的結(jié)構(gòu)是的，因此在你的應(yīng)用中我們不可能使用碳纖來(lái)代替相同厚度的鋼鐵。確定特定需求的產(chǎn)品的安全性和舒適性是客戶的責(zé)任，這是經(jīng)過(guò)工程分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的。

 

 

 

	比較條件
產(chǎn)品	剛度比	韌性	擠壓性	耐濕性	吸音性
碳纖維	好	好			差
實(shí)木	更好			好	差
輕質(zhì)木	更好	好	更好	差	好
蜂窩芯材		好	好
Nomex蜂窩		更好	更好	更好
DeDron泡沫	更好	差	差	更好	更好
Airex泡沫		好	好	更好	更好
Divinycell泡沫	更好		更好	更好	好

 

 

 

 

 

詞匯表

 

聚芳基酰胺纖維：一種由應(yīng)用于高熱沖擊具有高強(qiáng)度和韌性材料組成而成的合成纖維。

 

 

 

軸應(yīng)力：一個(gè)部件的軸分應(yīng)力。

 

 

 

脆性材料：一種不易屈服但當(dāng)彎曲過(guò)度時(shí)容易破壞的材料。

 

 

 

碳纖：一種由樹脂復(fù)合而成的高強(qiáng)度、高硬度的復(fù)合材料。

 

 

 

CFRP：碳纖維增強(qiáng)塑料的縮寫。

 

 

 

懸臂：一端固定另一端可以活動(dòng)的部件。

 

 

 

復(fù)合夾層芯：在復(fù)合結(jié)構(gòu)中核心是一種低密度的材料以增加剛度重量比。

 

 

 

復(fù)合材料：一種由2種或以上材料結(jié)合而成從而具有其材料中某些特定特性的材料，在碳纖增加材料結(jié)構(gòu)中，碳纖的高強(qiáng)度與硬度由低密度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)組成，因此具有理想的材料性能。

 

 

 

密度：材料的單位重量、面積或體積（線密度、面積密度和體積密度）。

 

 

 

環(huán)氧樹脂：一種當(dāng)溶合催化劑時(shí)變堅(jiān)硬的聚合物樹脂。樹脂是用于穩(wěn)定碳纖結(jié)構(gòu)的常用物質(zhì)中的一種。

 

 

 

玻璃纖維：類似于碳纖的玻璃纖維增強(qiáng)塑料，但強(qiáng)度和硬度低的多，不過(guò)成本也低的多。

 

 

 

均質(zhì)：定義為整個(gè)材料由均勻物質(zhì)組成。

 

 

 

各向同性：定義為在各個(gè)方向具有相同的特性（機(jī)械、電氣、熱等）。碳纖維板是典型的高

 

 

 

度定向，只有在縱向方向的碳纖具有高的強(qiáng)度和硬度。

 

 

 

矩陣結(jié)構(gòu)：在復(fù)合材料中矩陣結(jié)構(gòu)包含穩(wěn)定纖維增加的填料。當(dāng)只有自身材料時(shí)矩陣結(jié)構(gòu)比纖維弱的多。矩陣結(jié)構(gòu)的主要功能是轉(zhuǎn)遞纖維與復(fù)合物質(zhì)間的負(fù)載。

 

 

 

彈性系數(shù)：一種材料硬度的測(cè)量，定義為軸向應(yīng)力除以軸向應(yīng)變。系統(tǒng)越高硬度越硬（即需要更大的力量令其變形），也被稱為的楊氏系數(shù)。

 

 

 

泊松比：由一個(gè)材料由于負(fù)載拉伸時(shí)，它會(huì)在軸向方向拉長(zhǎng)和垂直方向或橫方向收縮。定義為軸向應(yīng)力除以橫向應(yīng)變力。

 

 

 

各向同性：在復(fù)合材料中各個(gè)層板的放置令纖維沿各方向伸展，結(jié)果是材料在各方向的性能相近。

 

 

 

聚丙烯腈(PAN)：一種制作碳纖的常用原材料。

 

 

 

擠壓成型：一種制作所有的碳纖維沿縱軸的正負(fù)極方向堅(jiān)硬枚、管或其它截面的工藝。

 

 

 

強(qiáng)化碳纖(RCC)：加強(qiáng)碳纖復(fù)合材料用于高溫應(yīng)用中。

 

 

 

剪切模量：定義為剪應(yīng)力除以剪切應(yīng)變，也被稱為模量的剛性。

 

 

 

剪應(yīng)力：一種材料組件橫向面的平行應(yīng)力。

 

 

 

剪切應(yīng)變：材料的變形是由剪應(yīng)力引起的。剪切應(yīng)變是造成材料變形的一個(gè)因素。

 

 

 

拉伸強(qiáng)度：材料可以承受的張力，大于這個(gè)張力材料會(huì)鬼?yè)p壞。

 

 

 

單板：一種很江薄很柔軟的碳纖板。

 

 

 

抗屈強(qiáng)度：當(dāng)撤消壓力后物質(zhì)會(huì)保持原形的特性。

 

 

 

 

 

碳纖板應(yīng)用

 

碳纖復(fù)合材料具有迷人的特性令它吸收了廣泛的客戶。

 

在它的應(yīng)用中列舉一部分如下：

 

 

 

工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人

 

工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人是一個(gè)讓人開始意識(shí)到碳纖設(shè)計(jì)好處的領(lǐng)域。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合減少重量增加強(qiáng)度直接影響了反應(yīng)時(shí)間和降低電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的負(fù)荷。這反過(guò)來(lái)又影響到生產(chǎn)力的提高和維護(hù)周期的增長(zhǎng)。在商業(yè)自動(dòng)化中，機(jī)器通常盡可能快的運(yùn)行到2417，由于慣性負(fù)荷使用碳纖維結(jié)構(gòu)減少更換重金屬成分又反過(guò)來(lái)降低零件加工時(shí)間顯著提高利潤(rùn)率。在這些應(yīng)用，由于伴隨碳纖材料成本增加率通常比較快。

 

      碳纖直徑管、三角片和板可以很方便的組裝到應(yīng)用廣泛的機(jī)器人應(yīng)用框架中。在使用中負(fù)載和定界是主要的考慮問(wèn)題，我們的碳纖可以根據(jù)客戶的需求定制碳纖的層數(shù)和尺寸。

 

 

      我們碳纖最近的一個(gè)例子是來(lái)自的商業(yè)機(jī)器人。國(guó)際攀巖機(jī)器內(nèi)置一個(gè)革命性的弧面建造機(jī)器人，底盤幾乎完全由碳纖構(gòu)造。這個(gè)機(jī)器人被用于核電工業(yè)、飛機(jī)檢查和其它如對(duì)人類而言環(huán)境惡劣或減少爬行時(shí)間的應(yīng)用（如檢查飛機(jī)機(jī)身或翼）。使用碳纖代替機(jī)器人的金屬結(jié)構(gòu)可以大大提高了機(jī)器人的性能和載荷攜帶。

 

 

 

Us

 

U無(wú)人飛機(jī)機(jī)翼是由碳纖特材料別定制的。這個(gè)項(xiàng)目開始由錫拉丘茲大學(xué)從NASA中取得的項(xiàng)目，現(xiàn)在發(fā)展為軍事用途和森林防火。整個(gè)結(jié)構(gòu)是由現(xiàn)成的或定制的碳纖做成的。

 

例如，主要的中心艙壁是數(shù)控切割下來(lái)的蜂窩芯，側(cè)面安裝板和結(jié)構(gòu)性支撐肋由各種厚度的碳纖建成，掛架從固態(tài)碳角材料切割而來(lái)。除了現(xiàn)貨供應(yīng)材料，推進(jìn)翼也包括幾個(gè)定制的部件，包括泡沫芯尾部，碳纖維蒙皮的翅膀，突鼻組件和高度定制的固態(tài)碳起降架。U的革命性推進(jìn)系統(tǒng)不是螺旋槳驅(qū)動(dòng)的，而是橫向流動(dòng)渦旋推進(jìn)的。典型的用于暖氣和空調(diào)領(lǐng)域的橫向流動(dòng)渦旋采用普通塑料制成，相對(duì)較脆弱，用于U推進(jìn)翼的是由固態(tài)碳纖制作而成以保證質(zhì)量輕和堅(jiān)固。

 

 

 

 

 

 

 

 

運(yùn)動(dòng)器材

 

高性能的碳纖維沖浪板使用碳纖維板制作而成。碳纖的剛度重量比創(chuàng)造在了在高負(fù)荷下不易變形的極輕的沖浪板，結(jié)合搖桿習(xí)俗的設(shè)計(jì)、反應(yīng)性、和低重量創(chuàng)造性能的沖浪板。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

樂(lè)器

 

碳纖在制作樂(lè)器中許多應(yīng)用，其低質(zhì)量高硬度的特性使他成為理想的選擇。碳纖維貼片可與桁架桿使用以不同的結(jié)構(gòu)，短條狀可以用來(lái)加強(qiáng)連接。碳纖維貼片可以用于吉他支撐，與輕木或云杉結(jié)合可以產(chǎn)生很好的加果。一些制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳纖貼片的在測(cè)深板上減少壓力的創(chuàng)造性應(yīng)用。由于其在壓縮/拉伸的高強(qiáng)度和低質(zhì)量還有與樹脂和黏合劑的結(jié)合使碳纖成為新一代儀器制造新寵。

 

      碳纖維在制作和修理弦樂(lè)器中最常見(jiàn)的一個(gè)用途是弦強(qiáng)化，右邊是一個(gè)例子展示碳纖如何使樂(lè)器更穩(wěn)定和減少?gòu)澢?。橫截面顯示了碳纖維的位置，碳纖貼片的位置是由你樂(lè)器的橫截面尺寸決定的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

科學(xué)儀器

 

當(dāng)科學(xué)工作需要輕質(zhì)堅(jiān)固的固定裝備時(shí)碳纖是理想的選擇，工業(yè)和大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通常將碳纖的最小的撓度和熱偏差作為他們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。另外碳維結(jié)構(gòu)比金屬更輕使運(yùn)輸、裝配、安裝更容易。

 

 

 

這些設(shè)計(jì)的例子包括：

 

?混合箱完全是由碳纖線、碳纖方塊和矩形管作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)支撐的，開關(guān)和裝緊固件的孔所屬面板則由CNC加工而成。

 

?中間部分包括五個(gè)獨(dú)立裝置，單氣流入口在這些管之間分流，這些2英寸直徑的管是由碳纖做成的。

 

 

 

      使用碳纖維材料和環(huán)氧樹脂粘結(jié)方法，推進(jìn)翼項(xiàng)目從開始到結(jié)束只需要8周的時(shí)間。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

碳纖維家具

 

碳纖是越來(lái)越多的應(yīng)用到家具建造中。家具制造商使用碳纖是因?yàn)槠漭p便、堅(jiān)固用外觀。碳纖在減輕重量的同時(shí)可以給家具一種“高科技”或“高端”的外觀。

 

稀奇的技術(shù)，高科技材料的開發(fā)，制造技術(shù)及創(chuàng)新的理念旨在通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和思想主導(dǎo)的成熟市場(chǎng)裝創(chuàng)新的設(shè)計(jì)引入到家庭環(huán)境中。在這里顯示的碳纖桌子中，采用了夾板和使用陶瓷膠沾合的碳纖皮膚。腿部使用相同的方法制作。通過(guò)使用碳纖桌子重量只有使用木時(shí)的62%，即使使用一半的木一半的碳纖桌子的重量比仍然少于15lbs。

 

 

 

 

航空和航天

 

 

 

醫(yī)療器械

 

 

 

聲學(xué)系統(tǒng)

 

 

 

生產(chǎn)裝置及工具

 

 

 

 

標(biāo)簽：     深圳市碳纖維加工小件   深圳市碳纖維加工小件廠家