碳纤维拉伸强度与缺陷
日期：2014-11-04 15:49阅读次数：
碳纤维有许多优异的性能，这是其它材料无法比拟的，它的密度小、质量轻、拉伸强度大、拉伸模量高、耐疲劳、耐磨损、抗蠕变、耐腐蚀、不生锈、生物相容性好、具有优异的减震性能。但它属于脆性材料，拉伸强度受控于各类缺陷，下面就来详细说一下。
（图示：碳纤维板）
缺陷分为表面缺陷和内部缺陷。就缺陷来源，又可分为先天性缺陷和后天性缺陷。前者是由原丝“遗传”下来的，后者则是在生产过程中产生的。在碳纤维的各类缺陷中，表面缺陷约占90%左右，是影响拉伸强度的主要因素之一。科学家们做过试验，证明碳纤维拉伸强度不断提高是因缺陷尺寸不断减小的缘故。这也就是说，20世纪80年代，缺陷尺寸较大，是微米级，使纤维拉伸强度在4GPa以下，相当于当时产品T300和T400。20世纪80年代中、后期，缺陷尺寸已控制在亚微米级，碳纤维拉伸强度已提高到7GPa左右，出现了高强型碳纤维T700、T800和T1000。21世纪初到现在，人们仍在采取各种技术措施继续减小缺陷尺寸，有望使碳纤维的拉伸强度提高到1OGPa左右。
目前，实验室已研制出拉伸强度为9.03GPa的PAN纤维，要提高碳纤维拉伸强度的基本思路是降低各类缺陷的尺寸。经过科学家们不断研究，相信过不了多久，这个问题就能得到彻底的解决。关于其它碳纤维常见的问题以及解决方法，可参看《怎么降低碳纤维的缺点》。
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