预计碳纤维的主要应用领域将侧秒速时时彩平台

 产品三系列     |      2019-03-30 19:21

  在80年代早期,碳纤维开始被广泛地用在客机和航空飞行器上作为结构材料,主要是用在欧洲和北美。然后,人们提高了对碳纤维的认识,开始把它当成一种高质量的材料,并在20世纪80年代中期得到了飞速的增长。在80年代中期,空客公司开始将CFRP作为首要的结构材料应用在它们的飞机上,而且,随着碳纤维在网球和新的体育项目的应用,碳纤维市场得剑了稳步的扩展。

  尽管住1991年的海湾战争之后,航空业的发展走向衰退,全球经济开始停止不前,碳纤维的需求增长也趋向缓慢,自90年代中期以后,碳纤维的工业应该开始成为新的需求增长点。尤其是,欧洲和北美开始将碳纤维应用于压力容器上,这种增长非常显著,由于1995年的部分地区地震,加快了抗震加固应用的需求。在未来,预计碳纤维的主要应用领域将侧重于工业应用,而且这一需求将会稳步增加。另外,新一带的航天计划和与汽下相关的应用都将促进碳纤维的工业化应用。

  绳缆材料的发展将是改进现有材料和开发新材料两头并进的局面。碳纳米纤维材料有可能为制绳行业带来突破性进展,如强度比现有高性能纤维提高一个数量级以上。

  以超高相对分子质量聚乙烯纤维为例,其强度在3.0~3.5 GPa范围,是其分子链理论极限强度的百分之几。而用这些直径为φ 20~30 μm 的纤维制成直径在几十毫米的绳缆后,绳缆的强度比原材料纤维的强度又要降低,即从原材料到绳缆产品的强度转化效率在大多在50%~75%之间,由纤维种类、绳缆结构和制造工艺等决定。可见,从高分子到纤维再到绳缆制品的过程中,尺寸增加强度降低,与其它工程材料和制品的情况相似,因为在尺寸增加的过程中引入了缺陷和薄弱环节而降低了强度。

  高性能纤维材料相对钢铁等传统材料要年轻得多,高性能纤维单根丝本身的显微结构还没有完全搞清楚。有资料认为一根单丝由约150 个的大原纤(macro fibrils)组成、一个大原纤由约2 500 个微原纤(micro fibrils)组成、每个微原纤再由约1 800 个分子组成。

  各结构加固方法可以分为两类:直接加固以及间接坚固。直接加固包括增大截面加固法、粘贴纤维复合材加固法等,间接加固包括体外预应力加固法、预应力碳纤为复合板加固法等。直接加固中的粘贴碳纤维复合材加固法,作为一种高效率、低成本的先进结构修复方法,自从20世纪80年代以来,就已经在土木工程中得到了很大的重视并进行了广泛的研究与应用。

  其粘贴纤维复合材加固方法中最为常用的是碳纤维布、碳纤维板(以下称碳纤维材料)与传统加固方法相比,碳纤维复合材料加固具有很多明显的优势,例如:

  碳纤维材料自重轻,力学性能优越,强度高,还具有优越的耐腐蚀性能。对原有结构损伤小,不破坏原有结构的整体性。碳纤维加固施工方法便捷,成本低效率高,现场施工无需大型机械设备,修复时间短,狭小空间亦可施工。