㈠ cfrp的材料特性與鋼材相比,其密度為鋼材的多少
cfrp碳纖維密度大約在1.76~1.80 g/cm3之間,所制復合材料密度在1.50~1.60 g/cm3之間,而鋼材約為7.87 g/cm3。CFRP比鋼專材輕得多。
cfrp的材料特性
1、 柔韌性好屬:碳素波紋管造型呈特殊螺紋狀,可以彎曲自如的繞過障礙物,方便施工。
2、單根長度長:碳素波紋管單根長度由用戶隨意確定,以減少連介面,可使施工快捷,維護方便。
3、質輕:碳素波紋管較水泥短管、定長鑄鐵管、鋼管、定長PVC管質輕,便於搬動。
4、強度高:碳素波紋管特殊的螺紋狀物理造型,使其抗壓強度大,在地下不會因重壓而變形。
5、耐腐蝕:碳素波紋管耐酸、鹽、鹼性能極佳,使用壽命可達50年以上。
6、安全:碳素波紋管具有較強的抗沖擊性]可繞性和高強度,即使地震或地面下沉等異變也很安全。
7、穿線方便:碳素波紋管內外表面光滑,摩擦系數小,管內設有引線鋼絲,穿線非常方便。
8、施工費用低廉:綜合以上優點,碳素波紋管施工快、工期短、介面少,具有較高的經濟效益。
㈡ 碳素纖維和鋼結構哪個更堅硬
這倆沒啥關系吧,再說,堅硬是指硬度嗎?那都不高。
㈢ 世界上什麼材料又輕又硬過鋼鐵
是 碳纖維復合材料。
在復合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復合材料相繼研製成功,性能不斷得到改進,使其復合材料領域呈現出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復合材料。
結構:
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維,經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝製成的。
碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。
碳纖維復合材料用途:
碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合,製成結構材料。碳纖維增強環氧樹脂復合材料,其比強度、比模量綜合指標,在現有結構材料中是最高的。在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領域,在要求高溫、化學穩定性高的場合,碳纖維復合材料都頗具優勢。 碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學技術的需要而產生的,現在還廣泛應用於體育器械、紡織、化工機械及醫學領域。隨著尖端技術對新材料技術性能的要求日益苛刻,促使科技工作者不斷努力提高。80年代初期,高性能及超高性能的碳纖維相繼出現,這在技術上是又一次飛躍,同時也標志著碳纖維的研究和生產已進入一個高級階段。
由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料,由於其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天材料。因為航天飛行器的重量每減少1公斤,就可使運載火箭減輕500公斤。所以,在航空航天工業中爭相採用先進復合材料。有一種垂直起落戰斗機,它所用的碳纖維復合材料已佔全機重量的1/4,占機翼重量的1/3。據報道,美國太空梭上3隻火箭推進器的關鍵部件以及先進的MX導彈發射管等,都是用先進的碳纖維復合材料製成的。
現在的F1(世界一級方程錦標賽)賽車,車身大部分結構都用碳纖維材料。頂級跑車的一大賣點也是周身使用碳纖維,用以提高氣動性和結構強度
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
碳纖維復合材料優勢:
1、高強度(是鋼鐵的5倍)
2、出色的耐熱性(可以耐受2000℃以上的高溫)
3、出色的抗熱沖擊性
4、低熱膨脹系數(變形量小)
5、熱容量小(節能)
6、比重小(鋼的1/5)
7、優秀的抗腐蝕與輻射性能
㈣ 玻璃鋼是什麼材料
玻璃鋼(FRP)亦稱作GFRP,即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其製品作增強材料的增強塑料,稱謂為玻璃纖維增強塑料,或稱為玻璃鋼,不同於鋼化玻璃。
由於所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之別。質輕而硬,不導電,性能穩定,機械強度高,回收利用少,耐腐蝕。可以代替鋼材製造機器零件和汽車、船舶外殼等。
玻璃鋼學名纖維增強塑料,俗稱FRP(Fiber Reinforced Plastics),即纖維增強復合塑料。根據採用的纖維不同分為玻璃纖維增強復合塑料(GFRP),碳纖維增強復合塑料(CFRP),硼纖維增強復合塑料等。它是以玻璃纖維及其製品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強材料,以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。纖維增強復合材料是由增強纖維和基體組成。
纖維(或晶須)的直徑很小,一般在10μm以下,缺陷較少又較小,斷裂應變約為千分之三十以內,是脆性材料,易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對於纖維來說,強度、模量都要低很多,但可以經受住大的應變,往往具有粘彈性和彈塑性,是韌性材料。
(4)cfrp密度是鋼材的多少擴展閱讀
優點
輕質高強
相對密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強度卻接近,甚至超過碳素鋼,而比強度可以與高級合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的製品應用中,都具有卓越成效。某些環氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達到400Mpa以上。
耐腐蝕
FRP是良好的耐腐材料,對大氣、水和一般濃度的酸、鹼、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應用到化工防腐的各個方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
電性能好
是優良的絕緣材料,用來製造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。微波透過性良好,已廣泛用於雷達天線罩。
熱性能良好
FRP熱導率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下,是理想的熱防護和耐燒蝕材料,能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
可設計性好
(1)可以根據需要,靈活地設計出各種結構產品,來滿足使用要求,可以使產品有很好的整體性。
(2)可以充分選擇材料來滿足產品的性能,如:可以設計出耐腐的,耐瞬時高溫的、產品某方向上有特別高強度的、介電性好的,等等。
工藝性優良
(1)可以根據產品的形狀、技術要求、用途及數量來靈活地選擇成型工藝。
(2)工藝簡單,可以一次成型,經濟效果突出,尤其對形狀復雜、不易成型的數量少的產品,更突出它的工藝優越性。
缺點
彈性模量低
FRP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼(E=2.1×105)小10倍,因此在產品結構中常感到剛性不足,容易變形。
可以做成薄殼結構、夾層結構,也可通過高模量纖維或者做加強筋等形式來彌補。
長期耐溫性差
一般FRP不能在高溫下長期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環氧FRP在60℃以上,強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂,使長期工作溫度在200~300℃是可能的。
老化現象
老化現象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外線、風沙雨雪、化學介質、機械應力等作用下容易導致性能下降。
剪切強度低
層間剪切強度是靠樹脂來承擔的,所以很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯劑等方法來提高層間粘結力,最主要的是在產品設計時,盡量避免使層間受剪。
㈤ 為什麼以塑代鋼要用LFT材料
因為和金屬材料相比,LFT材料又非常低的密度和非常高的比強度,製品加工方法較回靈答活,材料回收率高,相比材料的成本較低,部件的功能性和整體性很高,LFT的部件加工設備如擠出機、注射劑或壓機、打孔安裝設備、模具,相比昂貴的金屬沖擊設備和模具來說,其成本是很低的,尤其事在生產批量不大的車型,LFT更體現出優異的經濟性。因此,與鋼制結構件相比,LFT使產品重量減輕了很多,並擁有部件合並性能,這樣可以降低成本。
㈥ 什麼是碳纖維它與鋼鐵的性能有什麼不同
碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高,則構件自重愈小,比模量愈高,則構件的剛度愈大,從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景,綜觀多種新興的復合材料(如高分子復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料)的優異性能,不少人預料,人類在材料應用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應用的時代。
碳纖維是含碳量高於90%的無機高分子纖維
。其中含碳量高於99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理。
碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化製得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性能分為通用型和高性能型
。通用型碳纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。強度大於4000MPa的又稱為超高強型;模量大於450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展,還出現了高強高伸型碳纖維,其延伸率大於2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
碳纖維是軍民兩用新材料,屬於技術密集型和政治敏感的關鍵材料。以前,以美國為首的巴黎統籌委員會(COCOM),
對當時的社會主義國家實行禁運封鎖政策,1994年3月,COCOM雖然已解散,但禁運封鎖的陰影仍籠罩在上空,先進的碳纖維技術仍引不進來,特別是高性能PAN基原絲技術,即使我國進入WTO,形勢也不會發生大的變化。因此,除了國人繼續自力更生發展碳纖維工業外,別無其它選擇。因此,國外尤其是碳纖維生產技術領先的日韓等國對中國的碳纖維材料及製品的出口一直保持相當謹慎的態度,只有為數很少的中國企業能夠與其建立合作關系,擁有其產品的進口渠道。
㈦ cfrp與鋼材相比,具有什麼特點
碳纖維增強塑料(CFRP)與鋼材相比
1、質量輕:
碳纖維密度大約在1.76~1.80 g/cm3之間,所制復合材料密度在1.50~1.60 g/cm3之間,而鋼材約為7.87 g/cm3。顯然,CFRP比鋼材輕得多。
2、耐疲勞強度高:
CFRP的耐疲勞強度高, 顯著優於鋼材,使用壽命長,特別是抽油桿的往復運動,管外海水壓力與管內壓力不平衡而引發材料的疲勞,導致疲勞斷裂。利用CFRP抽油桿可解決這一問題。
3、 高比強度和高比模量:
CFRP的比強度約是鋼材的7~12倍,比模量約是3~5倍。所以,CFRP可用來製造輕而強和剛而堅的各種製品。
4、 耐腐蝕:
CFRP耐酸耐鹼性強,耐各種環境腐蝕,且不生銹,在海水中使用壽命比鋼製件長得多。
5、 熱性能優異:
CFRP的熱膨脹系數小,軸向熱膨脹系數約為-0.1×10-6/℃,垂直於軸向熱膨脹系數約為+35×10-6/℃。在冷態環境下不脆裂,在熱態環境中尺寸穩定。CFRP的耐熱性很大程度上取決於基體樹脂。就碳纖維的耐熱性而言,可在300 ℃以下的空氣中長期使用。
㈧ 玻璃鋼是什麼材料
用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體而形成的纖維強化塑料
玻璃鋼(FRP)亦稱作GFRP,即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體,以玻璃纖維或其製品作增強材料的增強塑料,稱為玻璃纖維增強塑料,或稱為玻璃鋼,不同於鋼化玻璃。
由於所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之別。質輕而硬,不導電,性能穩定,機械強度高,回收利用少,耐腐蝕。可以代替鋼材製造機器零件和汽車、船舶外殼等。
(8)cfrp密度是鋼材的多少擴展閱讀:
現將玻璃鋼主要的應用領域,粗略地概括如下:
1、建築行業:冷卻塔、玻璃鋼門窗New、建築結構、圍護結構、室內設備及裝飾件、玻璃鋼平板、波形瓦、裝飾板、玻璃鋼蓋板、衛生潔具及整體衛生間、桑拿浴室、沖浪浴室、建築施工模板、儲倉建築、混凝土模板、筋材以及太陽能利用裝置等。
2、化學化工行業:耐腐蝕管道、貯罐貯槽、耐腐蝕輸送泵及其附件、耐腐閥門、格柵、通風設施,以及污水和廢水的處理設備及其附件等等。
3、汽車及鐵路交通運輸行業:汽車殼體及其他部件,全塑微型汽車,大型客車的車體外殼、車門、內板、主柱、地板、底梁、保險杠、儀表屏,小型客貨車,以及消防罐車、冷藏車、拖拉機的駕駛室及機器罩等。
4、鐵路運輸方面,有火車窗框、車內頂彎板、車頂水箱、廁所地板、行李車車門、車頂通風器、冷藏車門、儲水箱,以及某些鐵路通訊設施等。
5、公路建設方面,有交通路標、隔離墩、標志樁、標志牌、公路護欄等等,船艇及水上運輸行業。
6、內河客貨船、漁船、氣墊船、各類遊艇、賽艇、高速艇、救生艇、交通艇,以及玻璃鋼航標浮鼓及系船浮筒等等。
7、電氣工業及通訊工程:有滅弧設備、電纜保護管,發電機定子線圈和支撐環及錐殼,絕緣管、絕緣桿,電動機護環,高壓絕緣子,標准電容器外殼,電機冷卻用套管,發電機擋風板等強電設備;配電箱及配電盤,絕緣軸,玻璃鋼罩等電器設備;印刷線路板、天線、雷達罩等電子工程應用。