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碳纤维增强塑料
复合材料的性能主要受纤维的选择影响。三种纤维是玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维。所有纤维一般都比普通钢具有更高的应力能力，在失效之前都是线弹性的。最重要的不同纤维类型的特性不同分别为刚度和拉伸应变。
碳纤维增强聚合物(CFRP)是一种复合材料由碳纤维和聚合物组成。碳纤维提供了强度和刚度，而聚合物作为内聚矩阵来保护和保持纤维在一起。碳纤维增强塑料是用不同的生产技术如丝缠绕、拉挤和手工铺层工艺制成的带材、棒材和薄板。
碳纤维增强塑料性能:
复合材料与使用传统材料(如玻璃纤维或芳纶纤维)的其他FRP复合材料不同。
- 高弹性模量200 - 800 GPa。
- 抗拉强度2500 - 6000 MPa。
- 密度1750 - 1950 Kg / m3。
- 极限延伸率0.3 - 2.5%。
- 碳纤维增强塑料不吸水。
- 碳纤维增强塑料能抵抗许多化学溶液。
- 碳纤维增强塑料具有优异的抗疲劳性能。
- 碳纤维增强塑料不显示任何蠕变或松弛。
- 碳纤维增强塑料是电的导电。
- 重量轻比其他玻璃钢复合材料
- 比其他复合材料强度提高
什么是复合材料?
当纤维和基质结合成一种新材料时，它就变成了复合材料。纤维可以单向放置在复合材料中，而复合材料是单向的。然而，纤维也可以向多个方向编织或粘合，从而使复合材料成为双向或多向的。
碳纤维是如何生产的?
碳纤维是一种纤维的产品高科技制造工艺．它从初始产品开始，如聚丙烯腈(PAN)。聚丙烯腈是一种白色粉末形式的固体。它既坚硬又坚硬，还耐化学药品和溶剂。第一次处理步骤然后将细线缠绕在一个线轴上——这就是所谓的PAN“前体”。
下一步，将这些线放入烤箱中。首先，它们在200至300摄氏度氧化，然后在1200至1800摄氏度碳化。剩下的是高碳含量和高强度的螺纹。后表面治疗及应用在一个尺寸上，碳纤维被卷起来并准备使用。
复合制造:
- 手叠法
- 拉挤成型方法
- 纤维缠绕
- 造型
纺丝、稳定、碳化、表面处理、上浆
- 旋转:PAN采用几种纺丝工艺之一进行纺丝。这一步是重要是因为它形成了内部原子结构纤维。然后，纤维被清洗和拉伸到所需的直径。拉伸也有助于排列分子，以帮助形成碳化产生的碳晶体。
- 稳定:在这一步中，用化学物质处理纤维，将其线性粘结改为热稳定的阶梯粘结结构。然后是细丝在空气中加热，所以它们会吸收氧分子，改变它们的原子键模式。
- 炭化:然后将纤维暴露在没有氧气的高温下，这样纤维就不会燃烧。纤维中的原子剧烈振动，排出前驱体中的大部分非碳原子。
- 表面处理:碳化后，纤维表面不能很好地与纤维结合材料:用于制造复合材料的材料材料。在这一步中，纤维的表面被浸泡在各种气体或液体中轻微氧化。
- 大小:在这个过程中，纤维被涂上一层涂层，以保护它们在缠绕或编织过程中不受损坏。
用碳纤维制成的产品有钓鱼竿、自行车、高尔夫球设备、网球拍、飞机、桥梁和汽车的零件。
CFRP的制造方法
碳纤维增强聚合物(CFRP):
CFRP有时被称为碳纤维增强塑料类似于玻璃纤维．碳纤维增强塑料编织成纺织材料和树脂，如环氧树脂，并允许固化。由此产生的材料非常坚固，因为它具有所有建筑材料中最好的强度重量比。它是玻璃纤维增强塑料的一种改进，尽管要贵得多。
碳纤维复合材料摩擦轴承:
常用的摩擦轴承润滑将移动部件与配对的非移动轴承表面分离的油。摩擦轴承表面通常由一种材料组成这比受支持的组件更软。
这些摩擦轴承提供优异的干式运行特性，可用于润滑系统故障后的操作，使其成为泵和工程机械以及液压系统的理想解决方案机械工程而造船或在海上和陆上设施减少维护，增加可靠性。它可以承受260摄氏度的高温。
增强塑料(CFRP)的实际应用
1.碳纤维增强塑料条
有很多技术可以使用碳纤维增强塑料用于加固混凝土结构的条状、层压板，如外粘碳纤维布和近表面贴装碳纤维布。加固方法的性能取决于试件的强度胶粘剂用于粘结碳纤维增强塑料到混凝土表面，以及混凝土和碳纤维增强塑料界面的应力程度。
碳纤维增强塑料用于加强钢制公路桥更容易和更便宜。碳纤维增强塑料这种钢条的重量只有类似高强度钢制品的20%，但强度至少是后者的四倍。它们的高强度重量比使CFRP带易于处理和降低安装成本。厚度仅为8毫米的碳纤维增强塑料条被用于加固英国罗奇代尔的一座公路桥。
2.碳纤维增强塑料包装
CFRP缠绕用于砌体柱的修复。碳纤维增强塑料包装用于钢筋混凝土柱的腐蚀控制和修复．它们也被用于建造抗震结构。
CFRP的加入床单大大增加了终极改造后剪力墙的抗弯弯矩承载力。然而，为了使FRP薄板能够承受由施加在剪力墙上的弯矩引起的高轴向载荷，碳纤维增强塑料板必须充分锚定在墙的底部。
3.碳纤维增强塑料层压制品
低热膨胀CFRP层压板用于加强结构构件，如建筑物中的梁和桥梁中的大梁。碳纤维增强塑料被用来增强钢材公路桥更快、更便宜、更容易。
4.碳纤维增强塑料棒
碳纤维增强塑料酒吧也在建设中使用近表面贴装碳纤维增强塑料加固技术来加固新建筑物和钢筋混凝土结构。
