碳纤维的硬度和强度

发布网友发布时间：2024-08-27 10:01

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热心网友时间：2024-08-27 11:41

碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料，仅次于金刚石的硬度。
碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成，而我们所认知的高硬度，超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素，那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时，之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度，抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时，孔隙体积含量每增加1%，层间剪切强度大约降低7%。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时，易沿层间破坏，这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。
扩展资料
碳纤维特点：
1、高碳物质
在“铅笔”中H指数越高代表含碳量越高，B越高代表石墨含量越高。用起来H高的自然就硬一些，B高的，自然就消耗快一点。石墨和钻石同属于碳元素构成物质，由于原子构成不同，所以物理特性不同。但是在材料界中有一个共性，那就是含碳物质拥有极高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和众多超级跑车将碳纤维用作车体的材料是因为同等体积下的碳纤维比钢铁轻了20%-30%。但是硬度却超过钢铁10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高时速引起的，有些是因为锋利的碳纤维残片能够轻易的切割开头盔护具。
也是因为在硬度上有着极强的表现，在民用量产车中，碳纤维只允许做为加固主体而并非大面积外表件的材料应用。
3、低阻燃率
碳纤维在物理特性的方面虽然很出色，但在某些化学特性上的表现并不是很好。例如抗阻燃方面较差。