点击图片查看原图碳纤维管应用于体育休闲领域
碳纤维管在体育休闲领域早应用于高尔夫球杆和钓鱼竿,这也是早推动碳纤维发展的消费渠道之一。 早在十几年前,碳纤维应用于高尔夫球杆上的消耗量就占全世界的十分之一, 而近年来,网球拍、羽羽球拍、冰球杆、自行车、运动护具等体育用品也越来越多的使用到碳纤维材料。碳纤维管制成的高尔夫球杆净重仅为50g左右,而同样规格的钢制杆身重量高达120g以上。碳纤维管在减轻重的同时,让球杆获得更好的弹性与韧性,并且在运动中震感更小和平衡感更好 ,带给使用者的舒适程度更高。又如碳纤维管制作的自行车,外形美观具有现代科技感,尤其是其重量轻、承重能力好等特点,适合驴外运动,深受户外骑行者的喜爱。
这类用品中的碳纤维管能有效优化使用者的体验度,更轻质量的材质可以减少使用者的体力消耗,增加运动过程的愉悦性。更强的材质还能减少器材弯曲变形的可能性,延长器材的使用寿命。碳纤维在体育休闲领域的应用技术相对成熟,因此碳纤维在该领域的需求量呈稳定增长的趋势。
碳纤维应用领域主要有航空航天、风电叶片、体育休闲、汽车制造、压励容器、建筑和船舶等,其中航空航天领域用量占比约5% ,但是却贡献了39%的市场份额。自1903年飞机问世以来，飞机机身材料多次更换,都是向着高强度、轻量化、长寿命的方向稳步发展。而碳纤维复合材料则能够很好的满足这些要求,其密度仅有1.7g/cm3 ,是传统减重材料铝合金的60% ,力学性能以及抗老化性能均要优于传统结构材料。尤其近些年来,
随着碳纤维复合材料技术的突破,在机身材料中占据了主体地位。以空客民航客机为例, 2014年12月22日交付于卡塔尔航空A350客机,其复合材料占比就已经占到飞机整体材料的50%以上。
作为新-代战略新兴材料,碳纤维将对航空航天、汽车工业、体育休闲等行业带来革命性的影响。未来随着这种复合材料在国内的量产,结合航空航天应用的强大需求,碳纤维市场必将蓄势待发、蓬勃发展。
碳纤维复合材料通常是以零部件的形式应用于多个领域,碳纤维部件之间一般会涉及到连接,那么碳纤维制品是如何实现连接的?常用的方式有两种, 一是胶碳纤维复合材料通常是以零部件的形式应用于多个领域,碳纤维部件之间一般会涉及到连接,那么碳纤维制品是如何实现连接的?常用的方式有两种, 一是胶粘连接,二是机械连接,本文我们一起来了解一下这两种连接方式。
胶粘连接:胶粘连接简单来说就是采用结构胶将部件粘起来。胶粘连接不仅容易得到符合空气动力学要求的形状,更重要的是不会明显增加整体的重星。但是胶粘连接的强度不易保证,所以一般适用于重轻,体积小的部件,并且胶粘连接是无法进行拆卸的。
机械连接:机械连接包括螺栓连接、法兰连接等,机械连接适用于长度长、整体体积较大的一些部件,主要原因是优于较大的机械设备会产生较大的载荷,机械连接相比于胶粘连接更有利于传递载荷,可靠性能更佳。同时,机械连接能够进行拆卸,较为便捷。
碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成,拥有可设计性强、强度高、重 星轻、热膨胀系数低等特点,可作为结构件或功能件使用,是一种新兴材料,下面就就来将碳纤维复合材料结构件与传统的金属构件性能比较一下。
1、比度比模量:碳纤维增强环氧树脂基复合材料的轻质高强性能为显著,其比强度比钢材高5倍,比铝合金高4倍,比模则是钢、铝的
4倍,这样性能优越的材料如果合理使用在结构构件中必然会有助于解决许多传统材料无法解决的难题。
2、耐疲劳性:通常金属材料疲劳强度极限是其拉伸强度的30% ~50% ,而碳纤维复合材料的疲劳强度极限为其拉伸强度的70%~ 80% ,说明在长期交变载荷条件下工作时,其构件的寿命高于传统材料构件。
3、阻尼减震性:受力结构的自振频率除了与形状有关外,还同结构材料的比模量平方根成正比,根据对比模的分析可知。碳纤维复合材料比金属有更高的自振频率,且其界面有较大的吸收振动的能力,因而材料的阻尼较高,这些特性都有利于提高复合材料结构的抗震性能。
4、破损安全性:研究表明,碳纤维复合材料的破坏需经历基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等-系列过程， 当少数增强纤维发生断裂时载荷又会通过基体的传递分散到其它完好的纤维上去,这些过程都能降低灾难性破坏突然发生的机率。而金属产生裂纹后损伤不断加重,外力并不能均匀分散。
