Углеродное волокно используется для снижения веса кузова гоночных автомобилей и усиления несущих конструкций зданий

Углеродное волокно, сплетённое в длинные нити-ткани, обычно называемое просто «углеродной тканью» или «препрегом», представляет собой материал, состоящий из тысяч тончайших пучков углеродных волокон (обычно их называют «пучками», такими как 3K, 6K, 12K), переплетённых друг с другом по определённой схеме плетения (например, полотняное, саржевое, атласное). Это основной материал для производства высокопроизводительных композитных деталей из углеродного волокна.

Свойства углеродного волокнистого полотна

1. Высокие механические свойства

Высокая прочность и высокий модуль: прочность углеродного волокна превышает прочность стали более чем в 5 раз, при этом его плотность составляет всего 1/4 от плотности стали. По удельной прочности (прочность/плотность) и удельному модулю (модуль/плотность) он занимает одно из ведущих мест среди существующих материалов.

Легкость: это одно из самых заметных преимуществ. Использование углеродно-волокнистых композитов позволяет значительно уменьшить вес продукции, что чрезвычайно важно в аэрокосмической и автомобильной отраслях.

2. Высокая степень дизайнерской изобретательности

Механические свойства углеродного волокна различаются в зависимости от направления. Изменяя способ плетения и угол укладки (например, 0°, 90°, ±45° друг на друге), инженеры могут точно «спроектировать» прочность и жесткость материала с учетом нагрузок на деталь, добиваясь оптимизации его свойств и избегая потерь.

3. Высокая устойчивость к усталости

Композитные материалы на основе углеродного волокна обладают очень высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам, ударам и вибрациям; их предел выносливости намного выше, чем у металлических материалов, таких как сталь и алюминий. Это означает, что при длительном повторяющемся воздействии напряжений они менее подвержены повреждениям.

4. Низкий коэффициент теплового расширения

Коэффициент теплового расширения углеродного волокна в направлении волокон чрезвычайно низок, и даже при низких температурах оно сжимается. Это делает изделия из углеродного волокна очень стабильными по размеру в условиях высоких или низких температур, предотвращая значительные деформации из-за перепадов температуры.

5. Хорошая коррозионная стойкость

Углеродное волокно само по себе обладает высокой химической инертностью и слабо реагирует с такими средами, как кислоты, щёлочи и соли; его коррозионная стойкость намного превосходит стойкость металлов. Это делает его идеальным для использования в агрессивных условиях, таких как химическая промышленность и морская среда.

6. Другие характеристики

Электропроводность: обладает хорошими проводящими свойствами и может использоваться для электромагнитной экранирования (экранирование от ЭМП/РЧИ).

Проницаемость рентгеновских лучей: практически прозрачна для рентгеновских лучей, что делает её полезной в медицинском оборудовании, например, в столах для КТ.

Красота: уникальная черная плетеная текстура обладает высоким уровнем технологичности и футуристичности, часто используется в качестве внешних деталей.

Применение углеродного волокна

1. Авиакосмос

Применение: крылья самолётов, фюзеляжи, хвостовые оперения, обтекатели, роторы вертолётов, компоненты космических аппаратов (например, опоры спутников, корпусы ракетных двигателей).

Экономия топлива, достигаемая за счёт снижения веса, огромна, а высокая прочность и жёсткость обеспечивают безопасность полёта.

2. Автомобильная промышленность

Гоночные автомобили (Формула 1) и суперкары: используются для изготовления монококовых кузовов, шасси, карданных валов, бамперов и т. д., стремясь к предельной легкости и жесткости.

Высококлассные гражданские автомобили: используются для крыши, капота, внутренних панелей, колёсных дисков и т.д., сочетая снижение веса с улучшением производительности.

Тренды будущего: по мере снижения затрат постепенно расширяться на автомобили с новыми источниками энергии, чтобы увеличить пробег на одной зарядке аккумулятора.

3. Спортивные и рекреационные товары

Применение: клюшки для гольфа, теннисные ракетки, бадминтонные ракетки, велосипедные держатели (шоссейные и горные велосипеды), рыболовные удилища, гребные лодки, сапборды, шлемы, горные лыжи и т.д.

Легкость позволяет улучшить спортивные показатели, а высокая жесткость обеспечивает лучшую передачу силы и управляемость.

4. Промышленность и энергетика

Ветровая энергетика: для производства сверхкрупных лопастей ветряных турбин требуются материалы легкие и прочные, способные выдерживать длительные усталостные нагрузки.

Роботизация и автоматизация: использование в механических руках, снижение веса означает более высокую скорость движений и меньшее энергопотребление.

Силовой сосуд: резервуар, используемый для хранения газов под высоким давлением (например, природного газа, водорода).

Укрепление основных строительных конструкций: углеродное волокно в виде ткани (смешанное со специальной смолой) может использоваться для укрепления бетонных конструкций, таких как мосты, здания и опорные колонны, повышая их несущую способность и сейсмостойкость.

5. Бытовая электроника и медицина

Потребительская электроника: используется для корпусов ноутбуков, защитных чехлов для телефонов, корпусов дронов и т.д., обеспечивая легкость, высокую прочность и премиальный внешний вид.

Медицинское оборудование: используется для рентгеновских кроватей, протезов, ортезов, рук хирургических роботов и т.д., благодаря своим легким, высокопрочным и рентгенопроницаемым свойствам.

Почтовый ящик:
gdkaidun@163.com

Телефон/WeChat:
131-3828-6677

Адрес:
Комната 401, корпус 21, улица Кецин 1, улица Юньхай, район Саньшуй, город Фошань, провинция Гуандун