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碳纤维的用途有哪些(碳纤维在多种领域的用途)

碳纤维的用途有哪些(碳纤维在多种领域的用途)

在纤维增强复合材料中,玻璃纤维是行业的“主力军”。它用于许多应用领域,与木材、金属和混凝土等传统材料相比具有很强的竞争力。​玻璃纤维产品强度高、重量轻、不导电,而且玻璃纤维的原材料成本非常低。

在需要提高强度、减轻重量或用于化妆品的应用中,FRP 复合材料中会使用其他更昂贵的增强纤维。

芳纶纤维,例如杜邦的 Kevlar,用于需要芳纶提供的高拉伸强度的应用中。这方面的一个例子是车身和车辆装甲,其中芳纶增强复合材料层可以阻止高功率步枪弹,部分原因是纤维的高抗拉强度。

碳纤维用于低重量、高刚度、高导电性或需要碳纤维编织外观的地方。

航空航天中的碳纤维

航空航天是最早采用碳纤维的行业。碳纤维的高模量使其在结构上适合替代铝和钛等合金。碳纤维提供的重量减轻是碳纤维被航空航天工业采用的主要原因。

每减轻一磅重量都会对油耗产生重大影响,这就是为什么波音新的 787 梦幻客机一直是历史上最畅销的客机。这架飞机的大部分结构是碳纤维增强复合材料。

体育用品

休闲运动是另一个非常愿意为更高性能支付更多费用的细分市场。网球拍、高尔夫球杆、垒球球棒、曲棍球棒和射箭箭和弓都是常用碳纤维增强复合材料制造的产品。

在不影响力量的情况下重量更轻的设备是运动中的一个明显优势。例如,使用重量较轻的网球拍,一个人可以获得更快的球拍速度,最终击球的速度越来越快。运动员继续争取在设备方面的优势。这就是为什么认真的自行车手骑所有碳纤维自行车并使用使用碳纤维的自行车鞋。

风力涡轮机叶片

尽管大多数风力涡轮机叶片使用玻璃纤维,但在大型叶片(通常长度超过 150 英尺)上包括一个备用,这是一个贯穿叶片长度的加强肋。这些部件通常是 100% 的碳,并且在叶片根部处厚达几英寸。

碳纤维用于提供必要的刚度,而不会增加巨大的重量。这很重要,因为风力涡轮机叶片越轻,发电的效率就越高。

汽车

量产汽车尚未采用碳纤维;这是因为原材料成本的增加和工具的必要变化仍然超过了收益。然而,一级方程式、NASCAR 和高端汽车正在使用碳纤维。在很多情况下,并不是因为性能或重量的好处,而是因为外观。

有许多售后市场的汽车零件是用碳纤维制成的,它们不是涂漆的,而是透明涂层的。独特的碳纤维编织已成为高科技和高性能的象征。事实上,常见的售后汽车部件是单层碳纤维,但下面有多层玻璃纤维以降低成本。这将是一个例子,其中碳纤维的外观实际上是决定因素。

尽管这些是碳纤维的一些常见用途,但几乎每天都能看到许多新的应用。碳纤维的增长速度很快,仅仅5年,这个名单就会长很多。

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