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碳纖維特征–抗壓強度、韌性和剛性硬度剛度

發布時間: 2023年04月12日

抗壓強度是一種材料在受壓時受力將其推到一路時承受載荷的能力。極限強度由纖維斷裂或永世變形時施加的最大載荷決定。抗壓強度通常采用層壓情勢的環氧樹脂基體。

纖維	抗壓強度 (MPa)
碳纖維	570
芳綸49	190
芳綸29	230
電子玻璃	425

在壓縮方面，凱夫拉比碳纖維或玻璃纖維弱得多。緊張的是，當受到側向襲擊時，凱夫拉更容易破裂，從而導致纖維產生壓縮應變。這并不是說不應該使用凱夫拉，而是設計具有充足覆蓋結構可能看到的需求的層結構。

韌性是材料在應力作用下抵抗開裂或吸取能量的能力。雖然強度和韌性通常是相干的，但強度測量是纖維可以承受的最高應力，而韌性則是測量材料在變形前可以承受的應力。它也是從測試開始到故障點測量的應力應變曲線下的面積。具有較弱強度的纖維仍會體現出“更堅韌”的特征是很常見的。韌性可以表征材料抗委靡和耐磨性的趨勢。

纖維	韌性 (MPa*m^1/2)
碳纖維 AS4	2.12±0.4
凱夫拉 KM2	6.63±0.61
玻璃纖維	1.08±0.14

凱夫拉是廣泛用于復合材料的最輕的織物，其韌性也超過了玻璃纖維和碳纖維。出于這個緣故原由，凱夫拉纖維被大量用于減振應用，并提供比碳纖維或 FG 更好的抗沖擊性。這種韌性也有助于凱夫拉，由于它在重復加載時更能抵抗委靡。

剛性/硬度/剛度都以材料在負載下不變形的能力為特性。它確定某些部件在負載下是否會拉伸或移動，假如在設計關鍵區域，承載結構上的緊公差可能是一個題目。

纖維	碳纖維	芳綸49	芳綸29	S-玻璃	電子玻璃
拉緊％	2.00%	2.40%	3.60%	5.40%	4.8%

假如必要零件在負載下保持嚴酷的尺寸公差，碳纖維就是答案。雖然碳纖維在三種類型的纖維中具有最高的模量，但碳纖維復合材料即使在接近其極限強度的情況下加載時也能保持更嚴酷的尺寸公差。盡管每一種纖維都被歸類為高模量材料，但在接近其極限強度和整個加載循環中加載時，每種纖維的體現都不同。雖然碳纖維只能提供約 2%，但凱夫拉29 和玻璃纖維的拉伸載荷幾乎是碳纖維的兩倍。

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