碳纤维与碳纤维复合材料.ppt
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1、碳纤维和碳纤维复 合材料 功能材料1401 孙朋亮 碳纤维与碳纤维复合材料 我们通常所说的碳纤维是一个模糊 的总称,不同种类碳纤维的性能其实千差万 别。要注意,我们所说的碳纤维,其实是 碳纤维增强复合材料的简称和俗称,与真 正的碳纤维是有区别的。简单理解,真正 的碳纤维就像是一根一根的毛线,而我们 通常所说的碳纤维则是这些毛线织成的各 种毛衣、围巾、手套等等 所谓的碳纤维增强 复合材料,其实就是用很多 碳纤维,按照一定的方向排 布,然后用树脂或者其它黏 合材料紧密的连接成一体。 如图所示,这一根一根的圆 柱体就是碳的纤维,而这些 圆柱体被中间填充的树脂填 充在一起。这些纤维的分布 密度直接影响
2、最终的材料性 能。正因为这样,我们可以 通过调整纤维体积比,来控 制碳纤维材料的最终性能。 简单说, 纤维越密,单位体积内的纤维越多,沿纤维方 向的强度就越高;反之,纤维越疏,单位体积 内的纤维越少,最终碳纤维材料的强度也就越 低。 纤维和树脂共同组成的纤维复合材料 ,其工程性能不仅仅取决于单根纤维的性能, 还受树脂性能和纤维密度的影响,更受纤维方 向的影响。也就是说,最终碳纤维材料的性能 ,其实是纤维性能和填充树脂性能的加权平 均。 对于工程中使用的碳纤维来说,纤维的排 布既可以是单一方向的,也可以是多方向 交叉叠加的。其中最常用的当然是多方向 交叉的,这也就是我们常见的那种碳纤维 的外观。
3、 比如这就是单一方向的 这个就是多方向交叉的,我们常见的碳纤维的外观就是这 种双向交叉的纹理。原始的碳纤维材料就是这样的,其实 更像布料,可以弯折,可以卷成一卷。 碳纤维编织 编织是一种基本的纺织工艺,能够使两条 以上纱线在斜向或纵向互相交织形成整体 结构的预成形体。这种工艺通常能够制造 出复杂形状的预成形体,但其尺寸受设备 和纱线尺寸的限制.该工艺技术一般分为两 类,一类的二维编织工艺,另一类是三维 编织工艺 。 传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、 凹陷或平面零件的预成形体,它与其它纺织技 术相比成本相对较低。它的研究主要集中在研 发自动化编织机来减少生产成本和扩大应用范 围。它的关键技术包括质量控制、纤维方向和 分布、芯轴设计等。 三维编织复合材料是近二十年来诞生的一种新 型复合材料,它以三维整体织物为增强体,其 优良的结构性显著改善了复合材料多方面的力 学特性,从根本上克服了传统层合板层间剪切 强度低而且易分层的缺点在航空、航天、军 工、汽车、疗以及高级体育用品等领域得到了 广泛应用 谢谢观赏
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