在體育用品行業(yè)行業(yè),碳纖維有著重要的作用,它可以用來(lái)制造撐桿跳的跳桿、羽毛球拍、網(wǎng)球拍、滑板、沖浪板、自行車、高爾夫球桿、釣竿、賽艇零部件等,隨著科技的發(fā)展嗎,產(chǎn)品還在不斷增多中,這篇文章小編來(lái)講一育運(yùn)動(dòng) 與碳纖維的不解之緣。
先來(lái)看看撐桿跳的跳竿,匹克運(yùn)動(dòng)球拍加工,早使用的是木竿,然后出現(xiàn)了金屬撐竿、玻璃纖維撐竿、尼龍撐竿。碳纖維撐竿的制造方法和玻璃鋼竿相似,把碳纖維絲織成布,浸上環(huán)氧樹(shù)脂,匹克運(yùn)動(dòng)球拍優(yōu)勢(shì),再-層層疊成多需要的形狀,放入模具中加溫加壓。它的重量很輕,強(qiáng)度-高,不怕化學(xué)物質(zhì)的腐蝕,F(xiàn)在自行車賽場(chǎng)上很-見(jiàn)傳統(tǒng)的碳鋼和普通合金鋼制成的車輪了,現(xiàn)在的車輪就是一個(gè)圓盤 ,它能將車輪的阻力調(diào)節(jié)到。碳纖維褰車的重量只有9公斤重,但運(yùn)到外力的沖擊不易變形。網(wǎng)球或羽毛球-的球拍都是用碳纖維復(fù)合材料,這種球拍被稱作”碳素球拍”, 質(zhì)輕高強(qiáng),彈性好,出的球速度快,能幫助運(yùn)動(dòng)員減少體力的消耗。的乒乓球也是用復(fù)合材料制成的,主要 有碳纖維增強(qiáng)型和芳綸增強(qiáng)型,天碳纖維球拍的振幅小,能-控制球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
碳纖維復(fù)合材料由碳纖維和樹(shù)脂基體組成,擁有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、強(qiáng)度高、重 星輕、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn),可作為結(jié)構(gòu)件或功能件使用,是一種新興材料,下面就就來(lái)將碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件與傳統(tǒng)的金屬構(gòu)件性能比較一下。
1、比度比模量:碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的輕-強(qiáng)性能為-,其比強(qiáng)度比鋼材高5倍,比鋁合金高4倍,比模則是鋼、鋁的
4倍,這樣性能-的材料如果合理使用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中必然會(huì)有助于解決許多傳統(tǒng)材料無(wú)法解決的難題。
2、耐疲勞性:通常金屬材料疲勞強(qiáng)度-是其拉伸強(qiáng)度的30% ~50% ,而碳纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度-為其拉伸強(qiáng)度的70%~ 80% ,說(shuō)明在長(zhǎng)期交變載荷條件下工作時(shí),其構(gòu)件的壽命高于傳統(tǒng)材料構(gòu)件。
3、阻尼減震性:受力結(jié)構(gòu)的自振頻率除了與形狀有關(guān)外,還同結(jié)構(gòu)材料的比模量平方根成正比,根據(jù)對(duì)比模的分析可知。碳纖維復(fù)合材料比金屬有更高的自振頻率,且其界面有較大的吸收振動(dòng)的能力,因而材料的阻尼較高,這些特性都有利于提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的抗震性能。
4、破損安全性:研究表明,碳纖維復(fù)合材料的破壞需經(jīng)歷基體損傷、開(kāi)裂、界面脫粘、纖維斷裂等-系列過(guò)程, 當(dāng)少數(shù)增強(qiáng)纖維發(fā)生斷裂時(shí)載荷又會(huì)通過(guò)基體的傳遞分散到其它完好的纖維上去,這些過(guò)程都能降低災(zāi)難性破壞突然發(fā)生的機(jī)率。而金屬產(chǎn)生裂紋后損傷不斷加重,外力并不能均勻分散。
我們知道,碳纖維材料-的優(yōu)點(diǎn)就是質(zhì)輕高強(qiáng),其密度僅有1.7g/cm3 ,常用結(jié)構(gòu)材料鋁和鋼的密度分別是2.7g/cm3,. 7.85g/cm3 ,相比較
而唁,碳纖維材料的減重性能-,所以在使用過(guò)程便捷。在減重的同時(shí),碳纖維材料的力學(xué)性能也十分-,其抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度均要優(yōu)于多數(shù)結(jié)構(gòu)材料,能夠有效滿足使用過(guò)程中的強(qiáng)度所需。
碳纖維與金屬材料不同在于碳纖維屬于-種非金 屬材料, 非金屬材料比金屬材料的化學(xué)性能穩(wěn)定, 所以碳纖維具有的耐腐蝕和抗老化性能,能夠適應(yīng)多種工作環(huán)境,延長(zhǎng)伸縮桿的使用壽命。碳纖維材料工作溫度高,匹克運(yùn)動(dòng)球拍,使用安全,匹克運(yùn)動(dòng)球拍制作方法,其熱膨脹系數(shù)小,基本上壞會(huì)隨工作溫度的變化發(fā)生彩,-了尺寸的穩(wěn)定性。
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