碳纖維管熱膨脹系數(shù)如何？

    碳纖維管在工業(yè)上的用途還是非常廣的，出色的性能讓它在一些場景中順利替代金屬或塑料管，甚至在一些高溫或低溫環(huán)境中也同樣適用。這是為什么呢？智上新材料帶你了解一個名詞——熱膨脹系數(shù)。

 

 

    熱膨脹系數(shù)和碳纖維管的熱膨脹系數(shù)

 

    什么是熱膨脹系數(shù)呢？大家可以理解為物體因為溫度改變而發(fā)生的漲縮變化，一般有線膨脹系數(shù)、面膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)定義為，固體受熱時任何線度、寬度、厚度和直徑的變化。

 

    碳纖維管的熱膨脹系數(shù)是高還是低，是由自身材料決定的。制成碳纖維管的復合材料中包含碳纖維原絲和樹脂基體2個部分，不同品級的碳纖維原絲和不同種類的樹脂基體加工而成的碳纖維管的熱膨脹系數(shù)并不相同。

 

    當溫度為20℃~70℃的時候，T300碳纖維的熱膨脹系數(shù)為0.74*10^6/K，M40碳纖維的熱膨脹系數(shù)為1.23*10^6/K。碳纖維的熱膨脹系數(shù)小于金屬，又有著四倍鋼的強度、四分之一鋼的重量，在很多領域已開始代替金屬材料使用。而4211環(huán)氧樹脂在20-100℃，熱膨脹系數(shù)為67.1*10^6/K，碳纖維環(huán)氧樹脂基復合材料制成碳纖維管的熱膨脹系數(shù)應該在以上2者的范圍區(qū)間中。

 

 

    碳纖維管熱膨脹系數(shù)小有什么優(yōu)勢？

 

    經(jīng)過數(shù)據(jù)計算，碳纖維的熱膨脹系數(shù)低于金屬，拿金屬做對比，吸收同樣的熱量，碳纖維復合材料沒有變形或膨脹，但金屬材料已經(jīng)彎曲甚至斷裂了。在工業(yè)生產(chǎn)中，熱膨脹系數(shù)是選材時的一個參考因素。

 

    拿飛機制造來舉例，如果選用材料時沒有充分考慮熱膨脹系數(shù)這個因素，在溫差變化較大的場景內(nèi)超負荷使用，熱膨脹系數(shù)較大的材料會出現(xiàn)損壞的問題，嚴重影響飛機的安全性。

 

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