碳纤维常见应用产品

本文将会介绍碳纤维常见应用产品之一——碳纤维管材的特性、常见种类、加工及典型应用。

01碳纤维板的优异特性

碳纤维板是碳纤维复合材料产品形式一种，它是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化而成，与金属钛、铝或钢相比，碳纤维板通常是更好的材料选择。

碳纤维板具有高强度，耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性能良好：碳纤维板具有优异的物理力学性能，抗拉强度是普通钢材的6倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性。

碳纤维板重量轻、柔韧性好：碳纤维板比钢材强度高、质量仅为钢的1/5，有较高的韧性，可以盘卷，能以较大长度供应而无须搭接。

碳纤维板施工便捷、施工质量易保证：没有潮湿作业，无需大型施工器具，无需现场固定设施。碳纤维板长度可任意剪裁，施工简单，工期短。材料不用预加工，工序方便，板材允许交叉。

碳纤维板良好的耐久性和耐腐蚀性：耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀，无须定期维护。且对内部混凝土结构起保护作用，能达到双重加固修补之目的。

02 碳纤维板的种类

碳纤维板按照结构组成可以分为以下几种：

0°/90°平衡叠层碳纤维板：在纵向和横向上均具有出色的强度和刚度。它们的一侧具有纹理，以便于粘合，而另一侧则可以选择光泽、亚光或纹理饰面。

准各向同性碳纤维板：设计用于多个方向的加载，这种0°/ 90°/ 45°织物由于在45°方向上的额外刚度而非常适合于扭转或离轴加载。

预浸料碳纤维板：当需要最大强度或重量刚度时使用。这些碳纤维板由单向碳纤维预浸料和/或斜纹织物碳纤维预浸料制成。这些板在热压机中制造，可提供更大的纤维量，减少的空隙和更高的温度性能。预浸料碳纤维板有标准模量、高模量和超高模量不同类型。

3.1、航空航天应用

碳纤维板在飞机工业中得到了广泛的应用。实际上，生产的所有碳纤维中有30％用于航空航天工业。除了减轻飞机的负荷外，它比金属和其他传统材料更容易维护。

碳纤维在航空航天工业中的另一大用途是在工具设计中。飞机生产中使用的许多工具非常大，笨重且笨拙。使用FEA计算，在某些情况下，使用碳纤维制造工具时，这些工具的重量可以减少多达75％。

3.2、军事用途

在野外，军事装备通常必须以最少的资源进行长距离移动，减少设备重量意味着减少移动设备的能量。这等同于节省时间、气力和成本。碳纤维板用于许多军事应用，从雷达结构到战术装备再到用于监视任务的无人机。

3.3、医疗用途

由于碳纤维是X射线可穿透的，这意味着它对X射线透明并且在放射图像中显示为黑色，因此它是许多医疗应用的理想材料。除了在负载下保持临界强度和刚度外，即使反复暴露于X射线或γ射线辐射下，碳纤维也不会断裂。这使得碳纤维板非常适合成像设备结构以及假肢，甚至正在研究碳纤维来增强受损的十字韧带。

3.4、家用碳纤维板

碳纤维是家庭装饰中的新时尚，目前市场上可以找到各种由碳纤维板制成的家用产品。碳纤维家具轻巧、耐用、易于清洁，并具有高端高科技外观。如今，还可以找到从手机壳、浴缸到碳纤维制成的领结的各种东西。这些应用程序仅受想象力的限制。

3.5、展会展板

任何从事公司贸易展览会的人都知道，公司的展位需要轻便、耐用，并且外观要比其他所有人都好。碳纤维板再次提供了完美的解决方案。由碳纤维制成的展台具有高科技外观，可以承受反复设置，拆卸和从一个城市移到另一个城市的麻烦。

此外，作为加固补强材料，碳纤维板可用于混凝土梁抗弯、抗剪加固、混凝土楼板、桥板加固补强；混凝土、砖砌体墙、剪刀墙补强；桥墩、桩等柱加固补强；烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补强；钢筋混凝土构造物的平板及梁的修补、补强；壁和平板周边的开口处补强；木造建筑物的梁等的补强；桥板、桥脚、桁的补强；隧道、电缆管道的修补、补强　以及预应力加固系统。