pan基碳纖維具有高比強(qiáng)度、高比模量,它的耐高溫、耐腐蝕性能-,導(dǎo)電導(dǎo)熱性好,匹克運(yùn)動(dòng)球拍,是國際技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的原料,被廣泛應(yīng)用于航空航天、-、體育用品、等領(lǐng)域。 目前國際碳纖維已經(jīng)發(fā)展到了t1000級(jí)別,由于技術(shù)壟斷-,我國t800碳纖維還尚處于實(shí)驗(yàn)室研制階段。
我們就拿日本東麗公司生產(chǎn)的pan基碳纖維為例,牌號(hào)為t300-3k、m40j-6k ,-般可簡稱為t300和m40j。經(jīng)過科學(xué)的儀器檢測(cè), m40j的強(qiáng)度和模量比t300高約25%和60%。而斷裂應(yīng)變比t300低20% ,密度稍高于t300。m40j碳纖維的含碳量比t300的高,而含氮量低于t300碳纖維,
它的表面活性基團(tuán)比t300碳纖維低,且有大量的長而淺的溝槽,而t300碳纖維雖然也有大量溝槽,但是相對(duì)來說短而深。
通過電子顯微鏡我們可以發(fā)現(xiàn),兩種碳纖維的斷面形狀都較規(guī)整,晶粒細(xì)密均勻,無裂紋、孔洞, t300近圓,而m40j部分呈現(xiàn)出形, t300有明顯的皮芯結(jié)構(gòu),而m40j徑向結(jié)構(gòu)比較均勻,皮芯結(jié)構(gòu)不明顯,這是m40j此t300力學(xué)-的原因之一。
m40j和t300碳纖維的表面-團(tuán)主要為-、- ,但是這兩種碳纖維表面成分也有差異,它們的活性碳原子比例分別是0.540和0.204。m40j的表面活性比t300低,這是影響碳纖維復(fù)合材料宏觀性能的原因之一。
從化學(xué)成分來看, m40j碳纖維含碳量在99.12% , t300的含碳量在93.68%左右,前者含氮量在0.074% ,后者含氮量約5.964%。此外都含有少的氫和氧?梢酝茢喑鰉40j的終熱處理溫度比較高,大于2000°c ,微觀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,有利于碳/碳材料復(fù)合過程中纖維強(qiáng)度的保持率和利用率。
隨著人會(huì)對(duì)健康生活方式的追求,如今體育健身已經(jīng)深入到我們的生活中。體育事業(yè)的發(fā)展對(duì)科學(xué)訓(xùn)練方式,新型運(yùn)動(dòng)器材的需求使體育器材的市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大。傳統(tǒng)的體育用品大都是采用木材和其他復(fù)合材料,而碳纖維材料在重量和強(qiáng)度方-比更有優(yōu)勢(shì),力學(xué)性能也比木材要高很多。因碳纖維材料的多種優(yōu)良性能使其在體育器材領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,并將在中未來體育器材的發(fā)展方向。
1. 重量輕
除了特殊體育項(xiàng)目要求重量,人們?cè)谟皿w育用品進(jìn)行鍛煉時(shí),體育用品當(dāng)然是越輕越好。重量輕能使鍛煉者-的發(fā)揮水平,比如網(wǎng)球拍、球桿、自行車、滑雪板等,甚至還有一些靠人力之外動(dòng)力使其運(yùn)動(dòng)的器材如、帆船類也同樣要求質(zhì)輕,可減少動(dòng)力要求,節(jié)省燃料。碳纖維在這方面有不可代替的優(yōu)勢(shì)。
2. -的力學(xué)性能
碳纖維材料的比強(qiáng)度、比模量是其他材料所不能-的,匹克運(yùn)動(dòng)球拍價(jià)格,其的力學(xué)性能剛好滿足體育器材的需求,是體育器材可選材料的選擇。碳纖維復(fù)材主要是樹脂固化成型,在加工設(shè)計(jì)方面能發(fā)揮更多可能。
3. 安全、衛(wèi)生
碳纖維復(fù)合材料不僅優(yōu)勢(shì)良多,而且是一種型材料,在衛(wèi)生性及安全性上也有保障。
碳纖復(fù)合材料已經(jīng)很大部分的占領(lǐng)了體育器材市場(chǎng),隨著人們對(duì)體育器材的高要求標(biāo)準(zhǔn),相信未來會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。
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