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        碳纖維彈性模量與鋼彈性模量對比分析

        日期:2021-04-07 16:23閱讀次數:

          隨著對于高性能的產品的追求,那就要尋找到更高性能的材料,伴隨著碳纖維復合材料的出現,慢慢的開始取締傳統金屬材料,那在很多產品中一個特別重要的性能優勢就是彈性模量,本文我們就來看看碳纖維彈性模量跟剛彈性模量的對比分析。

        碳纖維加工件
        (碳纖維加工件)

          先來認識一下彈性模量,彈性模量又稱為楊氏模量、拉伸模量,是指在一定的應力下,材料在被壓力下抵抗變形的力量,還有很多人稱之為材料剛性,符號E是它的計量單位。

          整個材料彈性模量計算是E =(F / A)÷(dL / L)=σ÷ε。這里面F是施加的力,A代表材料的受力面積,dl是材料長度沿測量軸(m或in)的偏移量(變化),L是材料的原始尺寸。

          那碳纖維產品的彈性模量跟產品的尺寸以及結構還有關系,所以更多的是看原材料的彈性模量,下面就針對碳纖維原材料以及鋼材原材料的彈性模量對比。

          碳纖維原材料里面的常見的T300碳纖維,其彈性模量在230GPa,T700碳纖維彈性模量在240GPa,碳纖維材料的密度是1.6~2.0g/cm^3、抗拉強度3000MPa,斷裂伸長率1.5%、比熱容0.7~0.9KJ/(Kg·K)、熱膨脹系數-0.5×10-6/℃、電阻率0.00075~0.0015Ω·cm,同時還具有耐高溫、耐灼燒、防水、耐輻射等特性。

          剛性材料的中以常見的冷軋鋼來對比,冷軋鋼的彈性模量在180GPa,密度為7.85g/cm^3、抗拉強度300~600MPa、彈性模量190GPa、比熱容0.42KJ/(kg·K)、伸長率16%~23%、熱膨脹系數10.6~12.2×10-6/℃。

          這樣看下來碳纖維彈性模量要高于剛彈性模量,但是優勢不會特別明顯,可是結合密度以及強度包括熱膨脹系數這些方面的優勢來看,就能發現碳纖維產品取締金屬產品不無道理,強度可以達到鋼材的四倍,質量只有鋼材的五分之一,就非常好的實現了產品輕量化。推薦欄目:碳纖維復合材料六大特點優勢表現

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