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碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度分析

　　碳纖維是一種新興的纖維資料，機(jī)能優(yōu)良，有強(qiáng)度高、模量高、分量輕、耐高溫、不生銹、電熱機(jī)能好、利用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在宇航、體育、軍事、產(chǎn)業(yè)制造等范疇備受器重。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。這篇文章，小編重要來(lái)給大家解析一下碳纖維的抗拉強(qiáng)度。

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抗拉強(qiáng)度表示的是資料最大均勻塑性變形的抗力，市場(chǎng)上最常見(jiàn)的東麗T300碳纖維，抗拉強(qiáng)度在3400MPa左右。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。然而，碳纖維資料的抗拉強(qiáng)度實(shí)際值跟實(shí)際值有很大差距，例如在產(chǎn)業(yè)中獲得碳纖維最高抗拉強(qiáng)度為7.02GPa，只有實(shí)際值的4%，實(shí)驗(yàn)中獲得的碳纖維最高抗拉強(qiáng)度為9.03GPa，僅僅為實(shí)際值的5%。
對(duì)此研究者們進(jìn)行了多個(gè)實(shí)驗(yàn),并得出碳纖維的抗拉強(qiáng)度跟纖維直徑、長(zhǎng)度、缺點(diǎn)有密切關(guān)聯(lián)：

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1、直徑：碳纖維所含雜質(zhì)、縫隙、裂紋等缺點(diǎn)都是隨機(jī)散布的，纖維直徑越粗，橫截面越大，單位長(zhǎng)度的體積也隨之增大，包含缺點(diǎn)的多少率增加。直徑越小，易制得高強(qiáng)度的碳纖維。
2、長(zhǎng)度：當(dāng)纖維的直徑一定時(shí)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，體積越大，包含缺點(diǎn)的多少率也增大，所以它的強(qiáng)度隨纖維長(zhǎng)度的增加而降落。
3、缺點(diǎn)：碳纖維的缺點(diǎn)重要分為名義缺點(diǎn)跟內(nèi)部缺點(diǎn)兩大類，它們對(duì)強(qiáng)度的影響有明顯差別，前者的影響要大于后者。
從上面可能看出，碳纖維資料的強(qiáng)度還有很大的晉升空間。碳纖維型材在之前還有一種說(shuō)法是，碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比，碳纖維的強(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)度的12陪。