碳纤维以及复合材料在体育竞赛器械中的运用
发布时间:2022-04-25 14:16:52 | 次浏览
由碳元素构成的一种特殊化学纤维,其碳含量随类型不一样而异,一般在90%以上。碳纤维具备一般炭素的特点,如耐热、耐磨损擦、导电性、传热及抗腐蚀等,但与一般炭素原材料不一样的是,其外型有明显的各种各样、绵软、可生产成各种各样纺织物,沿化学纤维轴方位主要表现出很高的抗压强度。碳纤维比例小,因而有很高的强度(比强度=原材料的屈服极限/原材料的企业重)。碳纤维归属于高聚物碳,是有机纤维经固相反映变化为纤维的有机物碳化学物质。碳纤维是一种新式非金属材质,它和它的具备高韧性、高模量、耐热、抗腐蚀、耐疲惫、抗应力松弛、导电性、热传导、比例小和热膨胀胀指数小等出色性能,碳纤维独立应用时主要是运用其耐温性、耐腐蚀性、导电率和其他特性。
碳纤维是50时代初应火箭弹、航宇及航空公司等尖端科学技术性的须要而发生的,如今还普遍使用于体育器材、纺织业、机械制造及医药学行业。伴随着尖端科技对化工新材料性能的规定日益严苛,促进科技工作者持续勤奋科学研究,碳纤维的性能也逐步完善和提升。80时期前期,高性能及极高性能的碳纤维陆续发生,这从技术上说是又一次飞越,与此同时也意味着碳纤维的探讨和生产制造已加入一个普及化。
碳纤维的适用范围是与金属材料、瓷器等基材复合型,制成构造原材料。碳纤维增强环氧树脂胶复合材料,其强度、比弹性模量综合性指标值,在目前构造资料中是最大的。在抗压强度、弯曲刚度、净重、疲惫特点等有严格规范的行业,在规定高溫、有机化学稳定性能高的场所,碳纤维复合材料都颇具优点。
碳纤维以及复合材料做为构造原材料应用时,主要是运用其高性能商品的优质结构力学性能。与此同时,他们是以碳纤维增强复合材料的方式被运用,尤其是碳纤维增强塑胶和碳纤维复合材料。因而发展趋势快速,并充足表明出一材点能、一材常用的特性,已被普遍用以航宇、巡航导弹、火箭弹、飞机场、车辆、化工厂、机械设备、纺织业、医疗器械及其文具用品等各行各业。现阶段,它仍处在快速发展环节,其性能在不断提升,生产量在急剧提升,优良品种相继发生,运用范畴日益扩张。
为了更好地达到重量轻、刚性大的规定,传统式的文体用品大多数选用木料以及复合材料产品。可是,碳纤维增强复合材料的结构力学性能比木料高得多,它的强度和比弹性模量分别是松木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因而,它在文体用品层面获得了普遍的运用,其使用量几乎占全球碳纤维总消费量的40%上下。
在文具用品层面,碳纤维增强复合材料关键用在下列一些层面:
1).高尔夫球棒
用CFRP做成的高尔夫球棒、可缓解净重约10一40%。依据动量守恒定律,可让球得到很大的加速度。另一方面.CFRP具备高的减振特点,可使发球時间增加,球被击得更长远。
2). 鱼杆
碳纤维增强复合材料做成的鱼杆比GFRP产品或竹杆都需要轻得多,使其在撒竿时耗费动能少,并且撤竿距比后面一种远20%上下。CFRP其法的鱼杆长而好,刚性大,钓鱼竿在弯折以后能快速还原,使其传送鱼饵的觉得比较灵巧。如今已经有产品销售,用碳纤维增强塑胶还能够做成钓具的卷铀,其净重不超过l40克,但它的疲劳极限高,耐磨擦,因此使用期限长。
3).羽毛球拍
复合材料做成的羽毛球拍,轻而坚,刚性大,应变力小,可减少球与乒乓球拍触碰时的偏差度;与此同时,CFRP的减振性好,能延长肠线与球的了解時间,使羽毛球得到很大的瞬时速度。例如,木质乒乓球拍的了解時间为4.33ms,不锈钢制品为4.09ms,CFRP为4.66毫秒,相对性应的球的加速度则各自为1.38公里/时、149.6千米/时和157.4公里/时。这类羽毛球拍已经有产品供货销售市场。
4).网球拍
碳纤维增强复合材料刚成的羽毛球拍其优点是重量轻、刚性大、防止了木制家具因其刚性不够而导致的断把状况.与此同时它还有着与以上羽毛球拍一样的优势。
5).跑车
用高纯石墨化学纤维长丝做成的管件可以用来生产制造比赛车或通用性单车的窗框,其优点是重量轻,比钢质架可减脂50%上下,使单车的总重缓解15%。
碳纤维与混和增强复合材料可以用来生产制造越野赛跑车辆,它的特性是重量轻。用金属材质生产制造的一样车身的整备质量为226.8KG,用CFRP生产制造时为63.5KG,用CF/GPRP生产制造时净重可缓解到31.8至36.5KG。
6).滑雪板
用碳纤维增强复合材料生产制造的滑雪板,其优点是刚性大,耐磨擦,在拐弯、陡坡和越野赛跑中脚掌用劲较小。用CFRF生产制造的滑雪杖在健身运动界也享有盛誉。其优点是刚性大,重量轻,一般在150克上下。
别的主要用途
除此之外,碳纤维增强复合材料在文体用品层面还能够生产制造驱动力雪撬用的弹簧板、洋弓、箭、跳竿、羽毛球棒、游船、皮划艇、赛艇桨、游艇船头、摩托车零件、登山用品及其滑翔机、人力飞机等。