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碳纖維特性–抗壓強度、韌性和剛性/硬度/剛度
发布时间:2021-11-24 16:48 | 浏览次数:


抗壓強度是一种材料在受压时受力将其推到一起时承受载荷的能力。极限强度由纖維断裂或永久变形时施加的最大载荷决定。抗壓強度通常采用层压形式的环氧树脂基体。
 
纖維
抗壓強度 (MPa)
碳纖維
570
芳綸49
190
芳綸29
230
電子玻璃
425
在压缩方面,凯夫拉比碳纖維或玻璃纖維弱得多。重要的是,当受到侧向打击时,凯夫拉更容易破裂,从而导致纖維产生压缩应变。这并不是说不应该使用凯夫拉,而是设计具有足够覆盖结构可能看到的需求的层结构。
韌性是材料在应力作用下抵抗开裂或吸收能量的能力。虽然强度和韌性通常是相关的,但强度测量是纖維可以承受的最高应力,而韌性则是测量材料在变形前可以承受的应力。它也是从测试开始到故障点测量的应力应变曲线下的面积。具有较弱强度的纖維仍会表现出“更坚韧”的特性是很常见的。韌性可以表征材料抗疲劳和耐磨性的趋势。
纖維
韌性 (MPa*m^1/2)
碳纖維 AS4
2.12±0.4
凯夫拉 KM2
6.63±0.61
玻璃纖維
1.08±0.14
 
凯夫拉是广泛用于复合材料的最轻的织物,其韌性也超过了玻璃纖維和碳纖維。出于这个原因,凯夫拉纖維被大量用于减振应用,并提供比碳纖維或 FG 更好的抗冲击性。这种韌性也有助于凯夫拉,因为它在重复加载时更能抵抗疲劳。
剛性/硬度/剛度都以材料在負載下不變形的能力爲特征。它確定某些部件在負載下是否會拉伸或移動,如果在設計關鍵區域,承載結構上的緊公差可能是一個問題。
纖維
碳纖維
芳綸49
芳綸29
S-玻璃
電子玻璃
拉紧 %
2.00%
2.40%
3.60%
5.40%
4.8%
如果需要零件在负载下保持严格的尺寸公差,碳纖維就是答案。虽然碳纖維在三种类型的纖維中具有最高的模量,但碳纖維复合材料即使在接近其极限强度的情况下加载时也能保持更严格的尺寸公差。尽管每一种纖維都被归类为高模量材料,但在接近其极限强度和整个加载循环中加载时,每种纖維的表现都不同。虽然碳纖維只能提供约 2%,但凯夫拉29 和玻璃纖維的拉伸载荷几乎是碳纖維的两倍。
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