碳纤维和凯夫拉尔的优缺点对比

在这里，我们讨论碳纤维和凯夫拉尔之间的异同，它们的制造方式以及两者的优点和缺点。

什么是碳纤维？

碳纤维是细长的细股，主要由碳原子制成，这些碳原子在微观晶体中结合在一起。水晶对齐，使它们非常坚固。然后将它们捻在一起，与棉花生产过程非常相似，制成纱线。然后将纱线编织在一起制成碳纤维布。碳纤维有不同类型的编织：

平原：也称为双向标准上/下非常容易处理，因为编织紧密。
斜纹：从上方和下方的对角线图案它是最容易识别的碳纤维图案，提供比素色设计更宽松的形式，使其更适合更复杂的形状。
缎：缎子有一种砖头般的相似之处，来自一个以上的数字（通常为四个或八个）到一个下面。该模式不是最容易处理的，最适合复杂的曲线。
单向：顾名思义，所有的纱线都是一个方向的。没有编织，它通常用线固定在一起，尽管这不会改变碳纤维的结构。它最适合仅作用于一个轴上的力的模具。

碳纤维是如何制成的？

每个碳纤维制造商都有自己的制造方式，以赋予其强度或美学销售特征。然而，通常，所有碳纤维都来自有机聚合物，有机聚合物是由碳原子结合在一起的分子链。 PAN（聚丙烯腈）制造工艺约占所有碳纤维制造的90%，分为五个步骤：

聚丙烯腈与其他物品混合并纺制成拉伸和清洁的纤维。
然后添加化学品以稳定
热量被添加，高温有助于形成紧密结合的碳晶体。
纤维被氧化以改善粘合性能。
最后，将股线涂覆并缠绕成不同尺寸的线。在碳纤维成为复合材料之前，加入聚合物，热，压力或真空将线与聚合物结合以形成复合材料。
与任何制造工艺一样，所使用的材料将在碳纤维中产生特定的质量和效果，从而允许分级和应用差异。

碳纤维有什么好处？

碳纤维以其重量轻和强度高而闻名，使其成为船舶、汽车和航空航天工业中理想的先进复合材料。主要优势包括：

优异的强度重量比
高耐热性
高耐化学性/耐腐蚀性（与正确的树脂一起使用时）
极其灵活，适用于各种应用
优异的疲劳性能
适用于各种不同的材料
导电性和导热性
具有低热膨胀系数

碳纤维的缺点是什么？

尽管具有广泛的优点，但碳纤维仍然是一种相对较新的复合材料，确实有一些缺点：

与其他复合材料相比价格昂贵
制造更加劳动密集型
目前不可回收，通常使用碳纤维来代替钢或铝，两者都是可回收材料
当超出其能力时会破裂/破碎
如果损坏，必须更换而不是像金属结构那样修理

什么是芳纶/芳纶®织物？

凯夫拉尔是一种由Du Point独家生产的面料。它是使用芳纶聚合物制成的，其中分子平行排列;然后将纤维紧密编织在一起。

凯夫拉尔®是如何制造的？

制作凯夫拉尔有两个步骤。

第一步是化学过程，涉及生产基本塑料，凯夫拉尔从中制成长绳纤维。
该过程的第二部分通常被称为冷凝过程。在此过程中，分子链彼此平行排列并与氢键交联，使凯夫拉尔具有高拉伸强度。

凯夫拉有什么®好处？

坚固，但仍然比钢轻
良好的耐热性 – 在 450°C 左右开始分解
良好的耐化学性
不受水分影响

凯夫拉尔®的缺点是什么？

抗压强度差 – 耐挤压和挤压
比其他材料对环境因素更敏感
需要特制的剪刀来切断干燥的织物
层压后只能用特制的钻头刺穿

哪个最适合我？

碳纤维最适合需要更高刚度和强度的区域。碳纤维在行业中提供最佳的强度和刚度；它通常也是最昂贵的增援部队。与凯夫拉尔相比，碳纤维也更容易切割、打磨和加工，凯夫拉尔纤维在层压后需要特制的钻头。也就是说，凯夫拉尔纤维比碳纤维提供更好的磨料强度，这就是为什么它通常与防弹背心相关联的原因。凯夫拉尔在极端温度下也比碳纤维更好，有人指出这使其更适合海洋工业。