之前介绍过碳纤维的离散系数和上浆剂这两个隐藏属性,再来介绍一个会出现参数表中但却经常被忽视的一个参数——断裂伸长率。了解一下断裂伸长率的含义,以及碳纤维的断裂伸长率的作用。
 
碳纤维的隐藏属性(3)——断裂伸长率
 
    碳纤维断裂伸长率的含义
 
    先介绍一下什么是断裂伸长率。可能很多都听过拉伸率,其实断裂伸长率就是拉伸率,是指纤维材料受外力作用直到拉断时,拉伸前后的伸长长度与拉伸前长度的比值。我们假设,某个材料的长度为1m,拉伸直到断裂时,拉伸的长度为1cm,那该材料的断裂伸长率就是1%。
 
    断裂伸长率是纤维材料柔软性能和弹性性能的一个重要参数,断裂伸长率越大,则表示柔软性和弹性越好。常见的纺织纤维的段断裂伸长率为10%~30%左右,而工业用纤维要求断裂强度高(即拉断的力更大),以及断裂伸长率低。
 
    断裂伸长率太高或者太低都不好,合适更重要。比如纺织加工时,纺织物的断裂伸长率有利于缓冲设备赋予的力,降低毛丝和断头的情况,不过如果断裂伸长率过高,会导致纺织物变形。
 
    碳纤维断裂伸长率的作用
 
    碳纤维的断裂伸长率往往会和冲击强度联系在一起。同样做碳纤维,各个品级之间的性能同样存在差异。断裂伸长率高的碳纤维可以吸收更多的能量,具备更好的耐冲击能力。
 
    冲击强度可以理解为单位截面上受到破坏时消耗的能量,能量=力*距离,在碳纤维中,力就是应力,距离就是形变因素,如断裂伸长率。同样作为碳纤维材料,承受的应力相同,而断裂伸长率高,则吸收的能量也就越大。因此碳纤维材料可以在飞机、汽车、火车等交通工具的防撞部位应用,吸收更多能量,起到更好的保护作用。
 
    碳纤维断裂伸长率的一些数据
 
    T300的断裂伸长率为1.5%,意思就是100米T300碳纤维拉断时,长度会伸长1.5米。通常断裂伸长率与碳纤维的模量是负相关,例如M46模量是436GPa,断裂伸长率是1%,M60模量是588GPa,断裂伸长率是0.7%。但这个也不绝对,像T400的模量比T300模量高20GPa,但是断裂伸长率却为1.8%。