二:碳纤维复合材料的原料
1.碳纤维的常用品种
碳纤维品种分类有四种:一是按原丝分子分类,有PAN基、沥青基、黏胶基三类;二是按性能分类,有通用、标准、高强高模、高导热、活性等碳纤维;三是按应用领域分类,有航空用、工业用的碳纤维;四是按应用于复合材料基体分类,有树脂基用、金属基用、陶瓷基用、CC用碳纤维。而碳纤维增强陶瓷基复合材料(CMC-Cf)在克服陶瓷材料脆性的同时,发挥了其比强度高、耐高温性能优异等优点,同时碳纤维作为增强相,实现了复合材料的轻量化并具有优良的力学性能、抗磨损性能和热传导性能,成为高温结构材料的研究热点。
2.纤维编织布
碳纤维编织布适应一些特殊制品的需要而发展起来的,例如的端头帽、飞机的刹车片,它们不能用简单的纤维迭层方法制造,否则有些方向强度太低。因此,它在体育用品方面得到了广泛的应用,其用量几乎占全世界碳纤维总消耗量的40%左右1)。一种简易的编制布是X-Y方向正交的方格和斜纹布。更复杂的是三方向、四方向、七方向和九方向的编织物,那是根据特殊设计要求而制造的,没有商品。编制平面部即可用于结构件,优点是制品工艺过程形态稳定,又可用于装饰品,得益于它漂亮的花纹。应用3K斜纹布制作汽车排气筒和汽车控制台面就为美观。
碳纤维复合材料已广泛应用于民用大飞机,欧洲空中客车A380使用复合材料达25%左右,美国波音梦幻客机B787使用复合材料达50%。
民用大飞机、支线客机和民用公务机提供树脂体系、高质量的碳纤维预浸料及碳纤维复合材料制件。编制平面部即可用于结构件,优点是制品工艺过程形态稳定,又可用于装饰品,得益于它漂亮的花纹。
碳纤维高强度、高模量、耐腐蚀、等性能,可以有效地提高叶片刚度,减轻叶片重量,增长叶片使用寿命,提高风能利用率。随着大丝束碳纤维的广泛应用,碳纤维价格的不断降低,碳纤维在大型叶片中的应用已成为一种趋势。未来风力发电叶片制造中,碳纤维代替部分玻璃纤维应用于叶片、且用量逐步增加是碳纤维复合材料发展的必然结果。随着生产及应用技术的进步,碳纤维在体育用品中频频亮相。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。多年来,碳纤维在高尔夫球杆中的使用率一直居首位,在曲棍球棍和自行车架中的应用也逐年增多。而在球拍、滑雪板、帆板桅杆、航海船体、垒球及棒球球棒产品中同样也可以看到碳纤维的身影。碳纤维及其复合材料由于它的优异的力学性能,化学稳定性,与人体的生物相容性,无毒无味,且X射线透过率高,损耗低,使之在器械和生物材料方面受到广泛的重视。碳纤维板可拆卸锚具的三大优点:
1、施工灵活性强(可以合理安排施工人员编制),可操作性高,有良好的施工体验。
2、与不可拆卸锚具相比,可拆卸锚具不会为结构带来过多的附加荷载(张拉完毕后拆除机械工装紧留两片平板锚具在所加固构件纸上)。
3、节约资源(锚具都为金属材质),锚具循环使用,减少因锚具给工程带来不必要的开支。
预应力碳纤维板加固技术作为大跨度结构板的抗弯加固以及控制裂缝加固的有效方法,因为其昂贵的造价令一些加固工程望而却步,懂行的人都知道预应力碳纤维板造价昂贵和其锚具的锚固效率有很大的关系,而锚具在工程中所占的费用不容小觑。通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维,包括48K、60K、120K、360K和480K等。曼卡特可拆卸预应力锚具很大程度上解决了这些问题。
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