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增強(qiáng)尼龍的優(yōu)勢(shì)對(duì)比之碳纖和玻纖
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:40:12
的優(yōu)勢(shì)對(duì)比之碳纖和玻纖：
碳纖增強(qiáng)尼龍有顯著的各向異性柔軟，可加工成各種織物，又由于比重小，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度，碳纖增強(qiáng)尼龍?jiān)鰪?qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。碳纖增強(qiáng)尼龍樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500兆帕以上，是鋼的7到9倍，抗拉彈性模量為230到430G帕亦高于鋼；因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000兆帕以上，而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59兆帕左右，碳纖增強(qiáng)尼龍比模量也比鋼高。
碳纖增強(qiáng)尼龍有顯著的各向異性柔軟，可加工成各種織物，又由于比重小，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度，碳纖增強(qiáng)尼龍?jiān)鰪?qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。碳纖增強(qiáng)尼龍樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500兆帕以上，是鋼的7到9倍，抗拉彈性模量為230到430G帕亦高于鋼；因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000兆帕以上，而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59兆帕左右，碳纖增強(qiáng)尼龍比模量也比鋼高。
碳纖增強(qiáng)尼龍兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性?xún)纱筇卣鳎且环N的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。碳纖增強(qiáng)尼龍拉伸強(qiáng)度約為2到7GPa，拉伸模量約為200到700GPa。密度約為1.5到2.0克每立方厘米，這除與原絲結(jié)構(gòu)有關(guān)外，主要決定于炭化處理的溫度。
一般經(jīng)過(guò)高溫3000℃石墨化處理，密度可達(dá)2.0克每立方厘。再加上碳纖增強(qiáng)尼龍的重量很輕，碳纖增強(qiáng)尼龍的比重比鋁還要輕，不到鋼的1/4，比強(qiáng)度是鐵的20倍。碳纖增強(qiáng)尼龍的熱膨脹系數(shù)與其碳纖增強(qiáng)尼龍纖維不同，碳纖增強(qiáng)尼龍有各向異性的特點(diǎn)。碳纖增強(qiáng)尼龍的比熱容一般為7.12。熱導(dǎo)率隨溫度升高而下降平行于纖維方向是負(fù)值（0.72到0.90），而垂直于纖維方向是正值（32到22）。
碳纖增強(qiáng)尼龍的比電阻與纖維的類(lèi)型有關(guān)，在25℃時(shí)，高模量為775，高強(qiáng)度碳纖增強(qiáng)尼龍為每厘米1500。這使得碳纖增強(qiáng)尼龍?jiān)谒懈咝阅芴祭w增強(qiáng)尼龍具有最高的比強(qiáng)度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖增強(qiáng)尼龍?jiān)谖锢硇阅苌暇哂袕?qiáng)度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，可以稱(chēng)為新材料之王。
與傳統(tǒng)的玻纖增強(qiáng)尼龍相比，楊氏模量（指表征在彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓的物理量）是玻璃纖維的3倍多；與凱芙拉纖維相比，不僅楊氏模量是其的2倍左右。碳纖增強(qiáng)尼龍環(huán)氧樹(shù)脂層壓板的試驗(yàn)表明，隨著孔隙率的增加，強(qiáng)度和模量均下降?？紫堵蕦?duì)層間剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量的影響非常大；拉伸強(qiáng)度隨著孔隙率的增加下降的相對(duì)慢一些；拉伸模量受孔隙率影響較小。
碳纖增強(qiáng)尼龍還具有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長(zhǎng)纖維的克數(shù)），一般僅約為19克，拉力高達(dá)300kg每微米。幾乎沒(méi)有其他改性工程塑料像碳纖增強(qiáng)尼龍那樣具有那么多一系列的優(yōu)異性能，因此在旨度、剛度、重度、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域。在不接觸空氣和氧化劑時(shí)，碳纖增強(qiáng)尼龍能夠耐受3000度以上的高溫，具有突出的耐熱性能，與其他材料相比，碳纖增強(qiáng)尼龍要溫度高于1500℃時(shí)強(qiáng)度才開(kāi)始下降，而且溫度越高，纖維強(qiáng)度越大。
碳纖增強(qiáng)尼龍的徑向強(qiáng)度不如軸向強(qiáng)度，因而碳纖增強(qiáng)尼龍忌徑向強(qiáng)力（即不能打結(jié)）而其他材料的晶須性能也早已大大的下降。另外碳纖增強(qiáng)尼龍還具有良好的耐低溫性能，如在液氮溫度下也不脆化。
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