碳纖維和芳綸纖維都屬于新型的復合材料,但是在其性能、和用途方面有一些不同,應用碳纖維與芳綸纖維有什么區(qū)別呢?
一、碳纖維和芳綸纖維應用領域:
碳纖維(CF)是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。在國防軍工和民用方面都是重要材料 ,被喻為“黑色黃金”。芳綸纖維(Nomex)是一種新型高科技合成纖維,具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,廣泛應用于復合材料、防彈制品、建材、特種防護服裝、電子設備等領域。
二、碳纖維與芳綸纖維力學性能差異:
碳纖維的拉伸強度為3000MPa、彈性模量225GPa、斷裂延伸率1.7%、密度1.7g/cm^3。芳綸纖維的拉伸強度為2815MPa、彈性模量126GPa、斷裂延伸率2.5%、密度1.44g/cm^3。芳綸纖維的顯著特點是抗沖擊,有很高的延展率,碳纖維比芳綸纖維稍重些,但是碳纖維在彈性模量、拉伸強度等更加優(yōu)越。
三、碳纖維與芳綸纖維熱穩(wěn)定性對比:
芳綸纖維有良好的熱穩(wěn)定性,在高溫作用下,它直至分解不發(fā)生變形,能長期在180℃下使用,在150℃下作用一周后強度、模量不會下降。另外它的熱膨脹系數為-2×10^-6。和芳綸相比,碳纖維的熱穩(wěn)定性同樣優(yōu)越,熱膨脹系數比芳綸還要小,為-1.4×10^-6。
四、碳纖維與芳綸纖維熱化學性能對比:
碳纖維的化學性質與碳相識,它除能被強氧化劑氧化外,對一般堿性是惰性的。在空氣中溫度高于400℃時則出現明顯的氧化,生成CO與。碳纖維對一般的有機溶劑、酸、堿都具有良好的耐腐蝕性,不溶不脹,耐蝕性出類拔萃,完全不存在生銹的問題。芳綸纖維具有良好的耐介質性能,對中性化學藥品的抵杭力一般是很強的,但易受各種酸堿的浸蝕,尤其是強酸的侵蝕,它的耐水性也不好。
芳綸纖維與碳纖維相比所具有的優(yōu)點:
1、芳綸纖維不導電(碳纖維導電)。另外碳纖維用于混凝土結構補強,務必與鋼筋隔離以防電化學腐蝕,而使用芳綸纖維則不受此限制。
2、碳纖維布的抗剪強度較低,易折斷,這使得施工時倒角處理要求較高,倒角半徑不小于20mm,而芳綸纖維僅需10mm即可。
3、碳纖維的高彈性模量使其能承受長期靜荷載,這是其最為突出的優(yōu)點,而對于承受動載和局部沖擊作用則芳綸纖維更有競爭力。
4、碳纖維在用于限制梁的撓度時同芳綸纖維布相比具有一定優(yōu)勢,但在施工的可操作性方面芳綸纖維無疑是更合適的材料。
5、碳纖維加固后的破壞模式是脆性(結構變形小,碳纖維布的極限延伸率?。?,沒有明顯征兆,因而作為結構設計,必須采用較大的安全系數。
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