3k碳纖維管力學(xué)性能是否優(yōu)于24k碳纖維管？

    說(shuō)到碳纖維，很多人對(duì)它的評(píng)價(jià)可能都是性能好但是價(jià)格比較貴，碳纖維管等產(chǎn)品在無(wú)人機(jī)、機(jī)械臂等領(lǐng)域都有這不錯(cuò)的應(yīng)用價(jià)值。其實(shí)碳纖維管也有很多不同的分類(lèi)，光是碳纖維絲束這個(gè)方面就有3k、12k、24k、48k等等，那3k碳纖維管和24k碳纖維管誰(shuí)的力學(xué)性能更好一些呢？

 
    3k和24k碳纖維是什么意思？
 
    很多人不知道3k和24k到底是什么意思，其實(shí)這個(gè)k代表的1000，3k就是3000，24k就是24000，而3k碳纖維其實(shí)就是一束碳纖維中有3000根單絲，24k對(duì)應(yīng)的就是24000根單絲。3k、12k、24k和48k都是小絲束碳纖維，48k以上的則歸類(lèi)為大絲束碳纖維。小絲束碳纖維適用于航空航天等高端領(lǐng)域，而大絲束碳纖維更傾向于用在民用領(lǐng)域。
 
    在大家的慣性思維里，肯定會(huì)認(rèn)為數(shù)字越大，絲束的性能越就越好，畢竟我們都學(xué)過(guò)“掰筷子”的故事，不過(guò)這個(gè)道理在碳纖維絲束上可能不太適用。在碳纖維世界里，小絲束碳纖維的力學(xué)性能是強(qiáng)于大絲束碳纖維的。
 
    為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況？小絲束碳纖維的抗拉強(qiáng)度更穩(wěn)定，離散型較小，變異系數(shù)控制在5%以下，而大絲束碳纖維的變異系數(shù)通常在15~18%之間離散型更大，原因是小絲束碳纖維的樹(shù)脂滲透率更高更到位，而大絲束碳纖維則無(wú)法均勻滲透，性能穩(wěn)定稍弱，整體的力學(xué)性能稍弱一些。  
    3k碳纖維管力學(xué)性能優(yōu)于24k碳纖維管嗎？
 
    碳纖維管力學(xué)性能的優(yōu)勢(shì)在于抗拉強(qiáng)度和模量都比較好，在實(shí)際使用中可以承載更大的壓力和應(yīng)力，這一點(diǎn)上表現(xiàn)就遠(yuǎn)強(qiáng)于鋼管。另外碳纖維管還具有較好的耐低溫、抗蠕變性能，熱膨脹系數(shù)也趨近于零，讓它可以在更復(fù)雜的環(huán)境中使用，使用壽命也更長(zhǎng)。
 
    其實(shí)碳纖維管不僅力學(xué)性能出色，而且它很輕，比玻璃纖維管、鋁合金管都輕，只有鋼管的1/5重量，卻提供了4倍于鋼管的強(qiáng)度，以及10倍以上的抗疲勞性，這些綜合起來(lái)才更加凸顯碳纖維管的強(qiáng)大。
 
    3k碳纖維管和24k碳纖維管同屬于小絲束碳纖維制成的碳纖維管材，上文提到3k碳纖維相比于24k碳纖維的強(qiáng)度及穩(wěn)定性更好一些，在理論情況下，3k碳纖維管的力學(xué)性能應(yīng)該是稍稍強(qiáng)于24k碳纖維管的，但是實(shí)際上這種強(qiáng)度的差距很可能看不出來(lái)。
 
    這是為什么呢？因?yàn)樘祭w維管的性能受到很多因素的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中碳纖維品級(jí)、樹(shù)脂材料品種、鋪層工藝、熱壓溫度和壓力、后續(xù)打磨加工等這些因素共同決定了最終的性能高低，單看是3k和24k對(duì)碳纖維管的影響可能不太現(xiàn)實(shí)。
 
    文章轉(zhuǎn)載說(shuō)明：本文由智上新材料原創(chuàng)編輯發(fā)布，版權(quán)所有，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。