碳纤维强化聚合物
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碳纤维强化聚合物(英语:carbon fiber reinforced polymer, CFRP),又称为碳纤维强化塑胶(carbon-fiber reinforced plastic, CRP)或碳纤维强化热塑性塑胶(carbon fiber reinforced thermoplastic, CFRTP)等,工业界常以日文音译称作卡梦[1],是一种含有碳纤维、极其坚固和轻量的纤维强化塑胶。虽然碳纤维强化聚合物制造昂贵,但被广泛应用于强度重量比和刚性需求高的产业中,如航空、汽车、土木工程、运动器材等等。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ee/Cfk_heli_slw.jpg/110px-Cfk_heli_slw.jpg)
聚合物基质一般采用热固性树脂(如环氧树脂),但其他热固性或热塑性聚合物(如聚酯、乙烯基酯或尼龙等)也时常被应用。除碳纤维外,其他也常被使用的纤维增强物有:芳香聚酰胺(如克维拉或特瓦伦等)、金属铝、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或玻璃纤维等。碳纤维强化聚合物的最终产品性能(导电度、导热度、韧性等)可能受到基质(树脂)添加剂种类的影响,而最常见的添加剂是二氧化硅,而其他种类的添加剂如橡胶或奈米碳管等也被使用。
碳纤维有时也被称为石墨增强聚合物 (graphite-reinforced polymer) 或石墨纤维增强聚合物 (graphite fiber-reinforced polymer),但不会简称为 GFRP,因为它与玻璃纤维增强聚合物 (glass fiber-reinforced polymer)相同。
性质
编辑碳纤维强化聚合物是一种复合材料,由基质和强化材等两部分组成。其中,碳纤维是强化材,提供复合材料的机械强度;而基质则通常是聚合物树脂(如环氧树脂),用于黏合强化材[2]。因此,碳纤维强化聚合物的材料性质由基质和强化材共同决定。强化材赋予其强度与刚度;分别通过应力和弹性模量来测量。与钢铁或铝金属等等向性材料不同,其强度性质具有方向性。碳纤维强化聚合物的性能取决于碳纤维的布局和碳纤维相对于聚合物的比例[3]。
制造
编辑把碳纤维逐层铺上(每层铺上后要加上聚合物树脂如环氧树脂)模具,然后压制成型。
应用
编辑碳纤维强化聚合物应用广泛如:公路自行车,航空工业以及汽车制造业
参见
编辑参考资料
编辑- ^ [1]
- ^ Kopeliovich, Dmitri. Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites 互联网档案馆的存档,存档日期14 May 2012.. substech.com
- ^ Basic Properties of Reference Crossply Carbon-Fiber Composite 互联网档案馆的存档,存档日期19 June 2012.. Oak Ridge National Laboratory (February 2000)
外部链接
编辑- Japan Carbon Fiber Manufacturers Association (English) (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Engineers design composite bracing system for injured Hokie running back Cedric Humes
- The New Steel (页面存档备份,存于互联网档案馆) a 1968 Flight article on the announcement of carbon fiber
- Carbon Fibres – the First Five Years (页面存档备份,存于互联网档案馆) A 1971 Flight article on carbon fiber in the aviation field