碳纖維復(fù)合材料與鋼材料彈性模量有什么區(qū)別
碳纖維復(fù)合材料與鋼材料彈性模量有什么區(qū)別？
首先我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下彈性模量，彈性模量又叫楊氏模量、拉伸模量，是指在一定的應(yīng)力下，材料在被壓力下抵抗變形的力量，還有很多人稱之為材料剛性，符號(hào)E是它的計(jì)量單位。
整個(gè)材料彈性模量計(jì)算是E =(F/A)+(dL/l)=σ+ε。這里面F是施加的力, A代表材料的受力面積， d是材料長(zhǎng)度沿測(cè)量軸(m或in)的偏移量(變化), L是材料的原始尺寸。
那碳纖維產(chǎn)品的彈性模量跟產(chǎn)品的尺寸以及結(jié)構(gòu)還有關(guān)系，所以更多的是看原材料的彈性模量，下面就針對(duì)碳纖維原材料以及鋼材原材料的彈性模量對(duì)比。
以T300的碳纖維為例，其彈性模量在230GPa，T700碳纖維彈性模量在240GPa，碳纖維材料的密度是1.6~2.0g/cm^3.抗拉強(qiáng)度3000MPa，斷裂伸長(zhǎng)率1.5%、比熱容0.7~0.9KJ/(Kg.K)、熱膨脹系數(shù)-0.5x10-6/℃、電阻率0.00075~0.0015Ω.cm ，同時(shí)還具有耐高溫、耐燒蝕、防水、耐輻射等特性。
剛性材料的中以常見的冷軋鋼為例進(jìn)行對(duì)比，冷軋鋼的彈性模量在180GPa，密度為7.85g/cm^3、抗拉強(qiáng)度300~600MPa、彈性模量190GPa、比熱容0.42KJ/(kg.K)、伸長(zhǎng)率16%~23%、 熱膨脹系數(shù)10.6~ 12.2x10-6/℃。
從以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，碳纖維彈性模要高于剛彈性模量，但是優(yōu)勢(shì)不會(huì)特別明顯，可是結(jié)合密度以及強(qiáng)度包括熱膨脹系數(shù)這些方面的優(yōu)勢(shì)來(lái)看，就能發(fā)現(xiàn)碳纖維制品確實(shí)可以取代金屬產(chǎn)品，強(qiáng)度可以達(dá)到鋼材的四倍，而質(zhì)量只有鋼材的五分之一，能夠非常好的實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品輕量化。
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