1、低密度、轻质量
碳纤复合材料密度很低,只有1.5-2g/cm3.相当于钢密度的1/5,铝合金的1/2。碳纤维复合材料不仅在轻量级上有独特的优势,而且由于其高韧性,碳纤维复合材料可以替代许多传统的金属材料。碳纤维复合材料制成的零件比传统铝合金制成的零件重15%-30%,机器的使用寿命也有所提高。
2、高韧性高模量
碳纤具有良好的物理特性,例如,它的抗压强度可以达到3500MPa以上,是钢的7-9倍;在抗拉弹性模具层面达到2300-4300MPa,也远高于钢;碳纤复合材料的比模量高于钢,碳纤维比模量为2000MPa/(g钢铁只有59MPa//cm3(g/cm3)。
3、耐温性
碳纤维本身是一种优良的耐热材料,本质上可以达到2600℃。但是碳纤维往往不能单独使用,需要与环氧树脂等固化剂复合制成成品。环氧树脂的燃点不高,碳纤维复合材料的耐热性会有限。以瓷器为基础的碳纤维复合材料可以达到2000℃以上的耐温性,但各种材料需要与O2隔离才能体现其特点。因此,在航天领域经常发生,其他以树脂为基础的碳纤维复合材料可以接受约200摄氏度的温度。
碳纤复合材料
4、线条膨胀系数小
碳纤维的线膨胀系数不大,可以达到几千摄氏度的高温,突然降到常温,不会爆裂。当碳纤维复合材料承受与其他线膨胀系数较大的材料相同的热量时,碳纤维复合材料更不容易膨胀变形,因此碳纤维复合材料被用于一些高精度零件。
5、耐腐蚀,耐老化
碳纤维复合材料具有突出的耐腐蚀性,一般的酸、碱、盐等成分根本不会影响其。碳纤维复合材料在潮湿的空气中不会产生水解反应,具有优异的防水性和耐湿热老化特性。此外,碳纤维复合材料的x光透射率也很高。碳纤维复合材料被用于医疗x光诊断装置,以减少x光对身体的危害。
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