Fibra de carbonoEs llamado"El rey de los nuevos materiales avanzados"En ingeniería de edificios Las propiedades mecánicas y químicas son perfectas.

Propiedades mecánicas perfectas de la fibra de carbono

Fibra de carbono es un nuevo material con excelentes propiedades mecánicas, tiene dos características, fuerte resistencia a la tracción y procesabilidad suave de la fibra.

La resistencia a la tracción de la fibra de carbono es de aproximadamente 2 a 7GPa, y el módulo de tracción es de aproximadamente 200 a 700GPa. La densidad es de aproximadamente 1,5 a 2 gramos por centímetro cúbico, que está determinada principalmente por la temperatura de carbonización, excepto con la estructura del precursor. Generalmente, la densidad puede alcanzar 2g por metro cúbico después del tratamiento de grafitización a alta temperatura a 3000 C. El peso es ligero, y su peso es más ligero que el aluminio, y es menor que el acero 1/4, 20 veces más que la resistencia del hierro. El coeficiente de expansión térmica de la fibra de carbono es diferente de otras fibras, y tiene la característica de anisotropía. La capacidad calorífica específica de la fibra de carbono es generalmente 7,12. La conductividad térmica disminuye a medida que aumenta la temperatura y la dirección de la fibra paralela a la fibra es negativa (0,72 a 0,90), mientras que la dirección perpendicular a la fibra es positiva. La resistencia específica de la fibra de carbono está relacionada con el tipo de fibra. A 25 ° C, el módulo alto es 775, y la fibra de carbono de alta resistencia es 1500 por centímetro. Esto hace que la fibra de carbono con la mayor resistencia específica y módulo específico en todas las fibras de alto rendimiento. En comparación con el titanio, el acero, el aluminio y otros materiales metálicos, la fibra de carbono tiene las características de alta resistencia, alto módulo, baja densidad y bajo coeficiente de expansión lineal, que se puede llamar"El rey de los nuevos materiales avanzados".

Fibra de carbono tiene sus características generales, su apariencia tiene anisotropía obvia y suave, se puede procesar en una variedad de telas, muy pequeñas, a lo largo del eje de fibra muestran una resistencia muy alta. Fibra de carbono con el polímero reforzado con fibra de carbono forma epoxi de fibra de carbono (CFRP), la resistencia y el módulo del indicador compuesto en los materiales estructurales existentes es el más alto. La resistencia a la tracción de los materiales compuestos de fibra de carbono generalmente es de más de 3500 MPa, es de 7 a 9 veces la del acero, el módulo de tracción de 230 a 430G también fue mayor que el del acero; por lo tanto, la resistencia específica de la intensidad y densidad del material CFRP se puede lograr por encima de 2000 MPa, La fuerza específica del acero A3 es solamente 59 MPa sobre el módulo específico que el acero. En comparación con la fibra de vidrio tradicional, el módulo de los jóvenes (se refiere a la caracterización física en el límite elástico de la tracción o compresión del material) es más de 3 veces; En comparación con la fibra de Kevlar, el módulo de los jóvenes es aproximadamente 2 veces.

Las fibras de carbono también tienen una excelente finura (uno de los tamaños de la representación de fibras de 9000 metros de largo), generalmente solo alrededor de 19 gramos, y la fuerza de tracción es de hasta 300kg por micra.Casi ningún otro material tiene una serie de excelentes propiedades,Así que ellosTienen requisitos estrictos en términos de grado, rigidez, fatiga severa y así sucesivamente. Cuando no está expuesto al aire y a los oxidantes, la fibra de carbono puede soportar altas temperaturas superiores a 3000 grados y tiene una excelente resistencia al calor. En comparación con otros materiales, cuando la temperatura de la fibra de carbono es superior a 1500 grados, la fibra de carbono comenzará a disminuir, y cuanto mayor sea la temperatura, más fuerte será la fibra. La resistencia radial de la fibra de carbono no es tan buena como la de la resistencia axial. Por lo tanto, la fibra de carbono debe evitar la resistencia radial. Además, las fibras de carbono también tienen una buena resistencia a bajas temperaturas, como la no fragilidad a la temperatura del nitrógeno líquido.

Propiedades químicas perfectas de la fibra de carbono

Las propiedades químicas de la fibra de carbono son como el carbono, puede oxidarse mediante un agente oxidante fuerte e inerte a la alcalinidad general. Cuando la temperatura en el aire es superior a 400 C, hay oxidación obvia, se generan CO y CO2. La fibra de carbono tiene buena resistencia a la corrosión a disolventes orgánicos generales, ácidos y álcalis. Es excelente en resistencia a la corrosión. No existe el óxido. Los investigadores se han empapado en la fibra de carbono basada en PAN en la solución de hidróxido de sodio alcalino en 1981. Ha sido más de 30 años, y todavía mantiene la forma de fibra.