碳纤维板能代替不锈钢板吗?
不锈钢板在我们日常生活中随处可见,房屋、桥梁、公路这些基础设施中都包含了它。科技的进步催生了很多新型复合板材的诞生,如玻璃纤维板和碳纤维板,其中碳纤维板因为性能卓越,备受瞩目。那碳纤维板是否可以完全代替不锈钢板使用呢?
碳纤维板的优势是什么?
为什么会产生碳纤维板会替代不锈钢板的假设?主要原因还是碳纤维板在多方面性能上的表现非常抢眼,超过了目前已知的大多数板材。
1、高强高模:碳纤维板的抗拉强度可以达到1500MPa,是普通不锈钢板的4-5倍,而弹性模量同样是超出钢板好几倍。而随着碳纤维原丝强度的提升和树脂材料的更换,热塑性碳纤维板的强度和模量将会有更大的提升。
2、重量轻:碳纤维板的密度为1.7g/cm3左右,不锈钢板的密度为7.8g/cm3左右,前者是后者的1/5左右,这样巨大的轻量化优势,如果应用在大型设备上,可以节约巨量的能源消耗,生产效率也将得到质的提升。
3、耐久性和耐腐蚀性:碳纤维板具有耐酸碱、耐磨、耐氧化、耐腐蚀、抗冲击、减震等性能,不同的基体材料可以让碳纤维板具备更完善的耐用性。
4、热膨胀系数低:碳纤维板的热膨胀系数很低,比钛低4倍,比钢低5.5倍,比不锈钢低8.5倍,比铝低11.5倍。在温差变化较大的环境中可以更稳定的使用。
碳纤维板能代替不锈钢板吗?
上面提到了很多关于碳纤维板在性能上超越不锈钢板的地方,所以才有了碳纤维板会替代不锈钢板的设想。不过这个设想在目前阶段并不能实现,以当下碳纤维板和不锈钢板的应用范围来看,前者不足后者的1/10。为什么会出现这样巨大的差距?
不锈钢板在20世纪初被发明出来,距离今天已经有100多年历史了,碳纤维的发现距今也有100多年历史,但碳纤维板的应用时间是没有100年的,在应用时间上不锈钢板更长,实际投入使用的范围和数量肯定更大。
另外碳纤维板属于复合材料,需要经过较复杂繁琐的加工过程,而不锈钢板的制作流程相对简单很多,从两者的产能上来比较,不锈钢板远超碳纤维板,想要完全替代需要经过漫长的时间。
即便是经过20年,甚至50年,碳纤维板在技术上有了巨大的提升,不锈钢板同样也有不错的应用价值,这一点相信很多人也会赞同。既然不锈钢板还存在使用价值,就很难被碳纤维板完全替代。
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