碳纤维与碳纤维复合材料课件

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碳纤维与碳纤维复合材料
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• 纤维越密，单位体积内的纤维越多，沿纤维方向的强度就越高； 反之，纤维越疏，单位体积内的纤维越少，最终碳纤维材料的强 度也就越低。
纤维和树脂共同组成的「纤维复合材料」，其工程性能不仅 仅取决于单根纤维的性能，还受树脂性能和纤维密度的影响，更 受纤维方向的影响。也就是说，最终碳纤维材料的性能，其实是 纤维性能和填充树脂性能的加权平均。
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• 传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、凹 陷或平面零件的预成形体，它与其它纺织技术相 比成本相对较低。它的研究主要集中在研发自动 化编织机来减少生产成本和扩大应用范围。它的 关键技术包括质量控制、纤维方向和分布、芯轴 设计等。
• 三维编织复合材料是近二十年来诞生的一种新型 复合材料，它以三维整体织物为增强体，其优良 的结构性显著改善了复合材料多方面的力学特性, 从根本上克服了传统层合板层间剪切强度低而且 易分层的缺点在航空、航天、军工、汽车、疗以 及高级体育用品等领域得到了广泛应用
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• 所谓的碳纤维增强复合材 料，其实就是用很多碳纤维， 按照一定的方向排布，然后用 树脂或者其它黏合材料紧密的 连接成一体。如图所示，这一 根一根的圆柱体就是碳的纤维， 而这些圆柱体被中间填充的树 脂填充在一起。这些纤维的分 布密度直接影响最终的材料性 能。正因为这样，我们可以通 过调整纤维体积比，来控制碳 纤维材料的最终性能。简单说，
碳纤维和碳纤维 复合材料
功能材料1401 孙朋亮
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碳纤维与碳纤维复合材料
我们通常所说的碳纤维是一个模糊的总称， 不同种类碳纤维的性能其实千差万别。要注意， 我们所说的「碳纤维」，其实是「碳纤维增强 复合材料」的简称和俗称，与真正的「碳纤维」 是有区别的。简单理解，真正的「碳纤维」就 像是一根一根的毛线，而我们通常所说的「碳 纤维」则是这些毛线织成的各种毛衣、围巾、 手套等等
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• 对于工程中使用的碳纤维来说，纤维的排布既可以是单一方向的， 也可以是多方向交叉叠加的。其中最常用的当然是多方向交叉的， 这也就是我们常见的那种碳纤维的外观。
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• 比如这就是单一方向的
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• 这个就是多方向交叉的，我们常见的碳纤维的外观就是这 种双向交叉的纹理。原始的碳纤维材料就是这样的，其实
更像布料，可以弯折，可以卷成一卷。
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碳纤维编织
• 编织是一种基本的纺织工艺，能够使两条以上纱线在斜向或纵向 互相交织形成整体结构的预成形体。这种工艺通常能够制造出复 杂形状的预成形体，但其尺寸受设备和纱线尺寸的限制.该工艺技 术一般分为两类，一类的二维编织工艺，另一类是三维编织工艺 。