碳纖維管能承受多大壓力?
碳纖維管的綜合性能比較好,是替代鋼管的材料之一。管材在工業(yè)上經(jīng)常會涉及到承壓的問題,碳纖維管能承受多大的壓力?真的比鋼管更可靠么?智上新材料給你介紹一下。
碳纖維和碳纖維管承壓能力不一樣
為什么說碳纖維和碳纖維管承壓不一樣?這是因為碳纖維與碳纖維復(fù)合材料并不相同,碳纖維復(fù)合材料是碳纖維與樹脂融合而成的中間體材料。性能上,碳纖維比碳纖維復(fù)合材料高上不少,不過碳纖維無法作為材料單獨應(yīng)用。
1、碳纖維承壓能力:碳纖維材料的拉伸強(qiáng)度為3530MPa,1MPa=1N/mm2,也就是3530N/mm2,換算成白話就是橫截面1平方毫米上可以承受3530牛頓的力,就是353Kg。
2、碳纖維復(fù)合材料承壓能力:采用T700品級、1.6mm厚度、50mm內(nèi)徑和500mm長度的碳纖維管進(jìn)行測試,測得拉伸強(qiáng)度約為230MPa,也就是橫截面1平方毫米上承受230牛頓的力,也就是23Kg。
經(jīng)過數(shù)據(jù)對比,可以很明顯的發(fā)現(xiàn)碳纖維和碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能的差距,不過即便是這樣,碳纖維復(fù)合材料制成的碳纖維管在承壓能力上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼管。
碳纖維管性能優(yōu)勢可不止承壓能力
碳纖維管的綜合性能比較好,承壓能力只是其中的一項。碳纖維管重量輕,強(qiáng)度高,使之成為了設(shè)備輕量化較為合適的材料之一。另外碳纖維管耐酸堿、耐腐蝕、耐鹽、耐氧化、耐沖擊、抗蠕變等特性,大幅提升的使用壽命。
用碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)工業(yè)制品,尺寸更穩(wěn)定,具備一定的導(dǎo)電、導(dǎo)熱的能力,同時熱膨脹度很小,面對溫差較大的工作環(huán)境時依然能泰然處之。
碳纖維管的性能與原料及生產(chǎn)工藝有關(guān)
碳纖維管的各種性能優(yōu)異,是有一個大前提的,那就是碳纖維管本身的重量必須過關(guān)。碳纖維管的質(zhì)量和什么直接相關(guān)呢?
首先是碳纖維原絲和樹脂基體的質(zhì)量,品級越高的碳纖維原絲、性能更完善的樹脂基體,都可能造就綜合性能更好的碳纖維管。碳纖維復(fù)合材料中的孔隙率直接反應(yīng)了該復(fù)合材料自身質(zhì)量是否過硬,孔隙率過大,會導(dǎo)致層間剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量的直線下降。
另外碳纖維管的生產(chǎn)工藝同樣重要,碳纖維管通暢采用卷制工藝加工,對于設(shè)備和人工的要求較高。加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,那碳纖維管可能出現(xiàn)分層、斷裂等問題,別說承壓了,就連基本的成型有問題。
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