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论碳纤维复合材料及其在体育中的运用
2008年北京成功举办了第29届夏季奥运会,今年广州又即将迎来6届亚运会,这些体育盛会在中国的举办不仅彰显了伟大祖国综合国力的提升,而且大大促进了中国体育事业的发展,中国人民对于运动的热情高涨,由此所引发的运动品市场的繁荣是一种必然趋势。1)PAN基碳纤维产量急剧提高,生产规模大型化,产品价格下降。
当今体育界,人们为了创造更好的成绩,让比赛更具观赏性,对于体育器材的要求越来越高,显然,提高体育器材的性能,材料的优化、选择起着至关重要的作用!一种材料正在崛起,越来越多的领域出现了它的身影,它就是我们熟悉又陌生的碳纤维复合材料。1) 密度小、质量轻、碳纤维的密度维1.5-2g/cm3,相当钢密度1/4、铝合金密度的1/2;
2) 强度、弹性模量高,其强度比钢大4-5倍,弹性回复为100;
3) 热膨胀系数小,导热率随温度的升高而下降,耐骤冷、急热、即使从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂;
4) 摩擦系数小,并具有一定的润滑性;
导电性好,25℃时高模量碳纤维的比电阻为775Ω·cm,高强度碳纤维则为1500Ω·cm;碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度是钢的7。当碳纤维<10%时,电阻随碳纤维含量的增加急剧下降;当碳纤维>10%时,体积电阻的变化趋于平缓,电阻值的下降与碳纤维含量的增加并不成正比;(王钧、杨小利、
的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中碳纤维技术更是被西方国家垄断和。
碳纤维及其复合材料的应用领域
类别
应 用
领 域
利用碳纤维的特性
航天航空
飞机
一次结构材料;主翼、尾翼、机体
二次结构材料;辅翼、方向舵、升降舵
内装饰材料:舵底板、行李架、厕所、座椅
制动刹车盘、刹车片
隐身材料:结构隐身材料
轻量化、耐疲劳、耐热性
宇宙
:抛物面天线、太阳能电池梁、壳体结构材料,航天飞机:机翼、头锥、刹车盘
耐磨损、导热性
、火箭
喷管、发动机罩、防热材料、仪器舱、发射筒
轻量化、耐烧蚀、耐热
其他
宇宙空间站、发电站、太空望远镜
轻量化、尺寸稳定性、耐热
文体器材
钓具
网拍类
高尔夫球
其他
钓竿、滑轮
网球拍、羽毛球拍
高尔夫球杆、棒头
冰球棒、滑雪板、自行车、、赛艇、游艇、划艇、
水上划艇、、乒乓球拍、冰球鞋
轻量化、刚敏感性,
吸能减震性
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碳纤维制作机械手臂有哪些优势
传统金属材料重z大且不耐疲劳,在制作精度较高产品时会因材料的变形影响机械臂的定位,制作出的产品会有较大的误差。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。碳纤维复合材料制作出的机械臂能够弥补金属材料机械臂的不足,碳纤维复合材料的力学性能十分突出,基本上不会产生弯曲变形现象,并且,碳纤维复合材料热膨胀系数小,基本不会随工作温度的变化发生变形,尺寸稳定,保证操作精度。
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