碳纤维复合材料发展优势

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1、碳纤维复合材料发展优势碳纤维复合材料的优越程度要从材料的密度、强度、弹性模量和耐腐蚀等几个方面综合考虑。钢材拥有很好的弹性，成本较低，但由于密度大，易生锈，易疲劳。铝合金是目前市场上使用普遍的材料，他的重量轻，不会生锈，但弹性太差。镁合金的密度比铝合金要小，基本性能和铝合金差不多。钛合金的耐疲劳性比其他金属材料好，但价格高，比重却没有优势。而碳纤维复合材料强度高、弹性好、密度轻、耐腐蚀。碳纤维复合材料具有以下各方面的特点:1、有效降低重量碳纤维树脂基复合材料的密度一般只有1.6o只是钢的五分之一，与铝材相比，可以减重40%左右。在自行车行业内有这样一种说法，重量减轻lg

2、，价格可提高1美元。一辆碳纤维复合材料自行车车架比铝合金车架轻四分之一。重量轻可以降低体能损耗从而提高骑行速度。2、总体刚性高刚度好的车架有利于驱动力的转换，提高了口行车的操纵性能。碳纤维复合材料自行车的结构坚固，不容易变形。实践证明，其车架刚性不低于珞钳钢车架。3、良好的抗震性结构的自振频率不仅结构外形有关，还与材料的比模量平方成正比，高的口振频率能够避免了工作状态下共振引起的早期破损。据报道,对形状与尺寸相同的车架进行试验表明，铝合金车架需要9秒才能停止的振动，自振频率极高的碳纤维复合材料只需要2.5秒就可以停止，复合材料良好的阻尼性减轻了自行车的颠簸，提高了乘骑的

3、舒适性。4、安全性好碳纤维复合材料中的基体是以连续相形式包围着独立存在的碳纤维，构成一种动态不确定体系，当材料受到冲撞时，当其中少量纤维发牛断裂，载荷将会迅速重新分配到未断裂的纤维上，这样结构还能继续承载，使安全性大大提高了。一般金属材料的疲劳破坏是很难观察到明显的征兆，其破坏往往是突发性破坏，而碳纤维复合材料车架具有非常好的抗疲劳性，而但破坏Z前能够观察到明显的征兆。研究表明，碳纤维复合材料车架耐冲撞试验可超过百万次。5、增加了结构设计的自由度碳纤维复合材料具有各向异性的特点，可以利用复合材料这一特点，根据自行车在行驶时受载的方向和大小来排列和铺放纤维。复合材料制造的

4、灵活性，有利于设计岀各种造型的结构。如可按空气动力学原理设计出流线型口行车，美观而实用，容易实现最佳性价比。6、良好的耐锈蚀性能高分子材料耐酸、耐碱、耐工业大气的性能良好，因此碳纤维复合材料有着极好的耐酸碱腐蚀性能。目前国内碳纤维行业的不足，尽管近年来国内在碳纤维复合材料技术上取得了长足的发展，但与国外复合材料技术发展与规模化应用方面还存在很大差距，具体分析如下：1、需求牵引不足。由于市场缺乏消费动力，政策配套还未健全，制造商并未从碳纤维制造高投入中获得高收益，严重制约了生产积极性，难以实现大规模产业化。2、碳纤维方面的差距。虽然近年来我国碳纤维产能快速放大，但差距依然

5、存在。与国外相比，国产原丝大多杂质含量高、质量不够稳定、离散系数人，成本还需进一步降低。3、复合材料制造技术差距。满足快节拍低成本制造的相关材料和自动化装备滞后。目前国内已经有满足低成本要求的碳纤维材料、快速制造的树脂材料和配套工艺材料。国内相关材料虽然也在研发，但尚未形成标准和实现工业应用。4、设计开发和试验技术落后能力不足。目前，复合材料设计软件均来自于国外，覆盖复合材料设计、工艺仿真、力学性能分析的系列仿真软件。既懂制造又懂复材设计的人才稀缺，这些方而都需耍在后续研发和应用中逐步积累和完善。5、复合材料维修技术尚未全面开始研究。基于VAT技术的修补材料及修复补强技

6、术需要进一步推广。6、工业化的复合材料回收再利用技术还不成熟，尚未形成一条完整的复合材料冋收利用产业链，需尽快开展碳纤维复合材料废品的循环利用技术的研发工作，提高碳纤维产品的利用效率。经过国内这些年的努力，国内碳纤维的生产已经达到一个相当高的水准，国内人才储备已经日渐成熟，工业化的快节拍低成本制造已经开始。