金屬管材的足跡涉及到生活的方方面面，樓道欄桿、截面路燈、設(shè)備部件等等，不勝枚舉。如果有一種材料可以在性能上完勝金屬材料，那用它來(lái)生產(chǎn)鋼材豈不是更好？還真有，碳纖維管，在5個(gè)性能評(píng)判中，遠(yuǎn)超金屬管。
 
5個(gè)優(yōu)勢(shì)讓碳纖維管替代金屬管成為可能
 
    5個(gè)優(yōu)勢(shì)讓碳纖維管替代金屬管成為可能
 
    1、強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)：碳纖維絲束的抗拉強(qiáng)度可以超過(guò)3000MPa，即便是合稱為碳纖維復(fù)合材料后，強(qiáng)度依然可以高達(dá)1500MPa，別以為這個(gè)數(shù)值不高，那得對(duì)比來(lái)看，普通金屬管的抗拉強(qiáng)度是300-600MPa，而鋁只有可憐的110-136MPa，強(qiáng)度上完勝金屬管。
 
    2、重量?jī)?yōu)勢(shì)：質(zhì)量=密度*體積，相同體積下，材料的密度越小，整體質(zhì)量就越輕。碳纖維復(fù)合材料的密度為1.6g/cm3左右，普通金屬的密度為7.8g/cm3左右，鋁的密度是2.7g/cm3左右，這么一對(duì)比，碳纖維管甚至比鋁管輕40%以上。如果用在大型設(shè)備上，那工作效率提升將會(huì)非常明顯。
 
    3、耐用性優(yōu)勢(shì)：不管是應(yīng)用在哪里，好用是一方面，耐用又是另一個(gè)方面了。有的材料看著很厲害，但如曇花一現(xiàn)，不經(jīng)用，也就沒(méi)有太大的使用價(jià)值。碳纖維管的抗疲勞強(qiáng)度是拉伸強(qiáng)度的70-80%左右，而金屬管的抗疲勞強(qiáng)度只有拉伸強(qiáng)度的30-50%，本來(lái)碳纖維管的抗拉伸強(qiáng)度就高，比例也高，抗疲勞性同樣完勝金屬管，耐用性不言而喻，使用壽命可超過(guò)50年。
 
    4、安全性優(yōu)勢(shì)：管材多用來(lái)做結(jié)構(gòu)件，起到支撐作用，比如欄桿扶手，想想我們?nèi)丝吭谏厦?，自身?qiáng)度自不必多說(shuō)。管材用在工業(yè)生產(chǎn)中，隨著承載負(fù)荷的提升，管材自身可能會(huì)發(fā)生破裂損壞的情況，金屬管的破裂過(guò)程比較劇烈，可能會(huì)突然斷裂，造成巨大的安全隱患，而碳纖維管如果發(fā)生破裂損傷，需要經(jīng)過(guò)基體損傷、開裂、界面脫粘和纖維斷裂等一系列過(guò)程，相對(duì)于金屬管，進(jìn)程會(huì)緩慢一些，安全性自然會(huì)高一些。
 
    5、熱膨脹性優(yōu)勢(shì)：管材在使用過(guò)程中會(huì)面臨高溫和低溫的環(huán)境問(wèn)題，我們都知道金屬會(huì)熱脹冷縮，究其原因還是因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)太高，一旦溫度發(fā)生較大變化，金屬管同樣會(huì)出現(xiàn)形變的問(wèn)題。碳纖維管在這個(gè)方面的表現(xiàn)就明顯好于金屬管，還真別不信，我們來(lái)看具體的數(shù)字。鋁的熱膨脹系數(shù)為23×10^-6，鋼的熱膨脹系數(shù)為13×10-^6，而碳纖維的熱膨脹系數(shù)只有1.4×10^-6，基本不發(fā)生形變，這對(duì)于高端領(lǐng)域（如航天）來(lái)說(shuō)，可謂至關(guān)重要。
 
    說(shuō)完了碳纖維管的5個(gè)性能優(yōu)勢(shì)，大家肯定會(huì)想，既然這樣，為什么它還不能大規(guī)模的替代金屬管應(yīng)用于我們的生活中呢？其實(shí)碳纖維管也存在一些弱點(diǎn)，最明顯的就是價(jià)格太貴了，比金屬管貴好幾倍。金屬管已經(jīng)大面積使用了，如果想要替代，成本太高了。另外金屬管在硬度這個(gè)點(diǎn)上，是明顯好于碳纖維管的，這也是碳纖維領(lǐng)域還在不斷研究的重要課題。