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碳素纤维管的多种应用,大显身手

碳素纤维管的多种应用,大显身手

来源:原创 作者:河南辰耀环保建材有限公司 人气:135 发表时间:2020-05-14 16:44:21

   钢管是工业制造中应用较多的经济钢材,可用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器。碳纤维管是复合材料中典型的先进产品,由碳纤维和树脂制成,广泛应用于无人机、检具、导辊等部件。那么,碳纤维管与钢管相比,性能如何?是否可以代替钢管使用吗?


  的复合材料模压、袋压、充气、缠绕、热压罐等成型工艺。拥有碳纤维管材、板材、模压、热压罐、数控加工等生产线,可生产不同规格的碳纤维圆管、方管、弯管、异型管等。今天就由博实的李工来给大家来分析一下碳纤维管和钢管的性能对比。




  在强度方面,碳纤维的抗拉强度为3000MPa,与树脂基质复合后制成的碳纤维管的抗拉强度约为1500MPa,而钢材的抗拉强度只有300-600MPa,钢管(如Q235)的抗拉强度只有370MPa-500MP。对比结果显而易见,碳纤维管抗拉伸荷载的能力要比钢管强得多。


  碳纤维管的密度只有1.6g/cm3,钢管的密度为7.8g/cm3,密度越小,重量越清,减重效果越明显。对于无人机、机械臂、医疗器械等对产品或设备有减重要求的,碳纤维管的应用有助于提高产品的工作效率。钢管由于重量过大,对产品的使用效果、准确率、工作效率均会产生一定的影响,比如工业机械手臂,传统的机械手臂采用的是钢材或者铝合金等金属材质,在作业中,往往会出现因为机械手臂自重过大导致定位偏差、产品返工率等现象,长此以往会造成材料浪费、产品成本的增加。


  耐疲劳性能方面,钢管等金属材质的疲劳强度极限是自身拉伸强度的30%-50%,而碳纤维管的疲劳强度极限为自身拉伸强度的70%-80%,在长期交变载荷条件下工作时,碳纤维管性能更稳定,使用寿命更长。并且管材多用于结构件,可以起到支撑作用,钢管等金属管材在产生裂纹之后,损伤程度会不断加重,可能会造成突然断裂,导致事故的发生。碳纤维管的断裂往往会经过基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等一系列过程,并且在少数纤维发生断裂时,载荷会通过基体的传递分散到其他完好无损的纤维上去,性得到保障。


  由上面可以看出来,碳纤维管与钢管相比,性能优势比较明显,在大部分应用上还是能满足取代条件的。但碳纤维管由于成本和技术限制等原因,尚不能形成大规模的量产,并且价格昂贵,普及应用相对困难,而钢管的生产技术和工艺相对成熟,成本也相对较低,所以在市场上普及率相对较高。


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