碳纤维复合材料（坚固、轻便的金属和木材应用替代品）

投稿专栏 • 2023年1月2日 09:47 • 阅读 7839

碳纤维增强聚合物 (CFRP) 或碳纤维复合材料是通过将碳纤维与树脂（例如乙烯基酯或环氧树脂）结合制成的复合材料，其性能比单独的单一材料具有更高的性能。对于许多传统上由木材或金属制成的应用，它们是更坚固、更轻和更耐用的替代品。典型的抗拉强度为 400 – 500 ksi，平均密度为 1.55 g/cc，CFRP 复合材料的强度是钢的 10 倍，重量是钢的 5 倍。

什么是碳纤维？

碳纤维，有时也称为石墨纤维，是通过将碳原子结合在一起形成长链而形成的。碳纤维长丝可以编织成织物，或者在与树脂结合时作为复合材料呈现永久形状。根据应用需要，碳纤维也可以被切碎或用作长纤维热塑性 (LFT) 复合材料的增强材料。

技术特性

CFRP 材料因其卓越的强度重量比、耐腐蚀性、刚度和耐用性而备受推崇。碳纤维的高抗拉强度和低密度使其重量轻，使其成为钢等重金属的绝佳替代品。由于热固性树脂固有的耐腐蚀性，CFRP 产品不会生锈或腐蚀，因此产品寿命比典型的金属材料更长。

用途和应用

碳纤维复合材料可以在消费品中找到，例如射箭弓肢和帆板。它们还存在于汽车车身面板、风力涡轮机叶片和骨科外固定器中。交通、消费、医疗保健、能源、基础设施和建筑等行业都受益于碳纤维复合材料的优势。

应用亮点

CFRP 产品在建筑行业发挥着重要作用，特别是在桥梁支撑、支撑梁和混凝土加固方面。卓越的强度、低重量、耐腐蚀性和粘附于混凝土的能力使碳纤维复合材料成为需要强度和耐久性的基础设施应用的优秀材料。与用于混凝土加固和基础设施应用的传统钢材相比，碳纤维复合材料在最终用途应用中具有更高的抗拉强度、更低的密度和更多的通用性。