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碳纖維是一種力學性能優(yōu)異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。
應(yīng)用:碳纖維成品在土木工程中應(yīng)用主要有纖維布、纖維板、棒材、型材、短纖維等,各有不同的使用范圍,而當前加固工程中用量最大和最普遍的還是碳纖維布(片),碳纖維布常用的規(guī)格是200g/m2和300g/m2,厚度分別是0.111mm和0.167mm;碳纖維復合板厚度一般為1.2~1.4mm,由3~4層碳纖布經(jīng)過樹脂浸漬固化而成,主要用于梁、板的加固,用纖維板加固的結(jié)構(gòu),外形規(guī)整,施工簡便,但原材單價較高,國內(nèi)使用尚不普及。
根據(jù)使用要求和熱處理溫度的不同,碳纖維分為耐燃纖維、碳纖維和石墨纖維。例如 300~350℃熱處理時得耐燃纖維;1000~1500℃熱處理時得碳纖維,含碳量為 90~95%;碳纖維經(jīng) 2000℃以上高溫處理可以制得石墨纖維,含碳量高達99%以上。
碳纖維碳材料已在軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。從航天、航空、 汽車、 電子、 機械、化工、輕紡等民用工業(yè)到運動器材和休閑用品等。碳纖維增強的復合材料可以應(yīng)用于飛機制造等軍工領(lǐng)域、風力發(fā)電葉片等工業(yè)領(lǐng)域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業(yè)機器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等。