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碳纖維以及復(fù)合材料在體育競(jìng)賽器械中的運(yùn)用
發(fā)布時(shí)間:2022-04-25 14:16:52 | 次瀏覽
由碳元素構(gòu)成的一種特殊化學(xué)纖維,其碳含量隨類型不一樣而異,一般在90%以上。碳纖維具備一般炭素的特點(diǎn),如耐熱、耐磨損擦、導(dǎo)電性、傳熱及抗腐蝕等,但與一般炭素原材料不一樣的是,其外型有明顯的各種各樣、綿軟、可生產(chǎn)成各種各樣紡織物,沿化學(xué)纖維軸方位主要表現(xiàn)出很高的抗壓強(qiáng)度。碳纖維比例小,因而有很高的強(qiáng)度(比強(qiáng)度=原材料的屈服極限/原材料的企業(yè)重)。碳纖維歸屬于高聚物碳,是有機(jī)纖維經(jīng)固相反映變化為纖維的有機(jī)物碳化學(xué)物質(zhì)。碳纖維是一種新式非金屬材質(zhì),它和它的具備高韌性、高模量、耐熱、抗腐蝕、耐疲憊、抗應(yīng)力松弛、導(dǎo)電性、熱傳導(dǎo)、比例小和熱膨脹脹指數(shù)小等出色性能,碳纖維獨(dú)立應(yīng)用時(shí)主要是運(yùn)用其耐溫性、耐腐蝕性、導(dǎo)電率和其他特性。
碳纖維是50時(shí)代初應(yīng)火箭彈、航宇及航空公司等尖端科學(xué)技術(shù)性的須要而發(fā)生的,如今還普遍使用于體育器材、紡織業(yè)、機(jī)械制造及醫(yī)藥學(xué)行業(yè)。伴隨著尖端科技對(duì)化工新材料性能的規(guī)定日益嚴(yán)苛,促進(jìn)科技工作者持續(xù)勤奮科學(xué)研究,碳纖維的性能也逐步完善和提升。80時(shí)期前期,高性能及極高性能的碳纖維陸續(xù)發(fā)生,這從技術(shù)上說(shuō)是又一次飛越,與此同時(shí)也意味著碳纖維的探討和生產(chǎn)制造已加入一個(gè)普及化。
碳纖維的適用范圍是與金屬材料、瓷器等基材復(fù)合型,制成構(gòu)造原材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂膠復(fù)合材料,其強(qiáng)度、比彈性模量綜合性指標(biāo)值,在目前構(gòu)造資料中是最大的。在抗壓強(qiáng)度、彎曲剛度、凈重、疲憊特點(diǎn)等有嚴(yán)格規(guī)范的行業(yè),在規(guī)定高溫、有機(jī)化學(xué)穩(wěn)定性能高的場(chǎng)所,碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)點(diǎn)。
碳纖維以及復(fù)合材料做為構(gòu)造原材料應(yīng)用時(shí),主要是運(yùn)用其高性能商品的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。與此同時(shí),他們是以碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方式被運(yùn)用,尤其是碳纖維增強(qiáng)塑膠和碳纖維復(fù)合材料。因而發(fā)展趨勢(shì)快速,并充足表明出一材點(diǎn)能、一材常用的特性,已被普遍用以航宇、巡航導(dǎo)彈、火箭彈、飛機(jī)場(chǎng)、車輛、化工廠、機(jī)械設(shè)備、紡織業(yè)、醫(yī)療器械及其文具用品等各行各業(yè)?,F(xiàn)階段,它仍處在快速發(fā)展環(huán)節(jié),其性能在不斷提升,生產(chǎn)量在急劇提升,優(yōu)良品種相繼發(fā)生,運(yùn)用范疇日益擴(kuò)張。
為了更好地達(dá)到重量輕、剛性大的規(guī)定,傳統(tǒng)式的文體用品大多數(shù)選用木料以及復(fù)合材料產(chǎn)品??墒?,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能比木料高得多,它的強(qiáng)度和比彈性模量分別是松木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因而,它在文體用品層面獲得了普遍的運(yùn)用,其使用量幾乎占全球碳纖維總消費(fèi)量的40%上下。
在文具用品層面,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料關(guān)鍵用在下列一些層面:
1).高爾夫球棒
用CFRP做成的高爾夫球棒、可緩解凈重約10一40%。依據(jù)動(dòng)量守恒定律,可讓球得到很大的加速度。另一方面.CFRP具備高的減振特點(diǎn),可使發(fā)球時(shí)間增加,球被擊得更長(zhǎng)遠(yuǎn)。
2). 魚(yú)桿
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料做成的魚(yú)桿比GFRP產(chǎn)品或竹桿都需要輕得多,使其在撒竿時(shí)耗費(fèi)動(dòng)能少,并且撤竿距比后面一種遠(yuǎn)20%上下。CFRP其法的魚(yú)桿長(zhǎng)而好,剛性大,釣魚(yú)竿在彎折以后能快速還原,使其傳送魚(yú)餌的覺(jué)得比較靈巧。如今已經(jīng)有產(chǎn)品銷售,用碳纖維增強(qiáng)塑膠還能夠做成釣具的卷鈾,其凈重不超過(guò)l40克,但它的疲勞極限高,耐磨擦,因此使用期限長(zhǎng)。
3).羽毛球拍
復(fù)合材料做成的羽毛球拍,輕而堅(jiān),剛性大,應(yīng)變力小,可減少球與乒乓球拍觸碰時(shí)的偏差度;與此同時(shí),CFRP的減振性好,能延長(zhǎng)腸線與球的了解時(shí)間,使羽毛球得到很大的瞬時(shí)速度。例如,木質(zhì)乒乓球拍的了解時(shí)間為4.33ms,不銹鋼制品為4.09ms,CFRP為4.66毫秒,相對(duì)性應(yīng)的球的加速度則各自為1.38公里/時(shí)、149.6千米/時(shí)和157.4公里/時(shí)。這類羽毛球拍已經(jīng)有產(chǎn)品供貨銷售市場(chǎng)。
4).網(wǎng)球拍
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料剛成的羽毛球拍其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、剛性大、防止了木制家具因其剛性不夠而導(dǎo)致的斷把狀況.與此同時(shí)它還有著與以上羽毛球拍一樣的優(yōu)勢(shì)。
5).跑車
用高純石墨化學(xué)纖維長(zhǎng)絲做成的管件可以用來(lái)生產(chǎn)制造比賽車或通用性單車的窗框,其優(yōu)點(diǎn)是重量輕,比鋼質(zhì)架可減脂50%上下,使單車的總重緩解15%。
碳纖維與混和增強(qiáng)復(fù)合材料可以用來(lái)生產(chǎn)制造越野賽跑車輛,它的特性是重量輕。用金屬材質(zhì)生產(chǎn)制造的一樣車身的整備質(zhì)量為226.8KG,用CFRP生產(chǎn)制造時(shí)為63.5KG,用CF/GPRP生產(chǎn)制造時(shí)凈重可緩解到31.8至36.5KG。
6).滑雪板
用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)制造的滑雪板,其優(yōu)點(diǎn)是剛性大,耐磨擦,在拐彎、陡坡和越野賽跑中腳掌用勁較小。用CFRF生產(chǎn)制造的滑雪杖在健身運(yùn)動(dòng)界也享有盛譽(yù)。其優(yōu)點(diǎn)是剛性大,重量輕,一般在150克上下。
別的主要用途
除此之外,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在文體用品層面還能夠生產(chǎn)制造驅(qū)動(dòng)力雪撬用的彈簧板、洋弓、箭、跳竿、羽毛球棒、游船、皮劃艇、賽艇槳、游艇船頭、摩托車零件、登山用品及其滑翔機(jī)、人力飛機(jī)等。