在工业领域,耐高温一直是一个需要正视的问题。不管是传统金属材料,还是近几十年大热的碳纤维复合材料,如何提高热学性能,耐受更高温度,是所有国家和结构在探索的难题。那碳纤维复合材料的热性能跟什么有关呢?
 
碳纤维复合材料的热性能与热膨胀系数有关么?
 
碳纤维复合材料热性能与材料本身有关
 
碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂融合加工而成,通过实验证明,碳纤维材料自身可以耐受1000℃的高温,但树脂可就没有这么强的热性能了。目前常用的环氧树脂、双马来树脂等,与碳纤维融合后,整体的耐受温度均在200℃以下。尚在实验开发和初步应用的热塑性碳纤维复合材料的耐高温程度可以达到300-400℃。
 
碳纤维复合材料热性能与热膨胀系数
 
什么是热膨胀系数呢?大家可以理解为物体因为温度改变而发生的涨缩变化,一般有线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数。线膨胀系数定义为,固体受热时任何线度、宽度、厚度和直径的变化。
 
碳纤维复合材料的热膨胀系数并不是固定的,由碳纤维复合材料的组成成分来决定,比如常用的T-300碳纤维在20-70℃的环境中,热膨胀系数为 0.74*10-5/K 。
 
碳纤维复合材料的热性能与热膨胀系数有关么?
 
碳纤维热膨胀系数小有什么优势?
 
经过数据计算,碳纤维的热膨胀系数低于金属,你热膨胀系数低具体有什么优势呢?拿金属做对比,吸收同样的热量,碳纤维复合材料没有变形或膨胀,但金属材料已经弯曲甚至断裂了。
 
这样的情况如果发生在飞机上,无疑是致命的,大家可以把这个优势理解为更加安全。碳纤维复合材料备受期待和青睐的原因除了安全之外,还有节省能源和更加环保这2点。相信碳纤维在中国的建设发展中,将会发挥出更大的价值。