碳纖維以及復合材料在體育競賽器械中的運用
發布時間:2022-04-25 14:16:52 | 次瀏覽
由碳元素構成的一種特殊化學纖維，其碳含量隨類型不一樣而異，一般在90％以上。碳纖維具備一般炭素的特點，如耐熱、耐磨損擦、導電性、傳熱及抗腐蝕等，但與一般炭素原材料不一樣的是，其外型有明顯的各種各樣、綿軟、可生產成各種各樣紡織物，沿化學纖維軸方位主要表現出很高的抗壓強度。碳纖維比例小，因而有很高的強度（比強度=原材料的屈服極限/原材料的企業重）。碳纖維歸屬于高聚物碳，是有機纖維經固相反映變化為纖維的有機物碳化學物質。碳纖維是一種新式非金屬材質，它和它的具備高韌性、高模量、耐熱、抗腐蝕、耐疲憊、抗應力松弛、導電性、熱傳導、比例小和熱膨脹脹指數小等出色性能，碳纖維獨立應用時主要是運用其耐溫性、耐腐蝕性、導電率和其他特性。
碳纖維是50時代初應火箭彈、航宇及航空公司等尖端科學技術性的須要而發生的，如今還普遍使用于體育器材、紡織業、機械制造及醫藥學行業。伴隨著尖端科技對化工新材料性能的規定日益嚴苛，促進科技工作者持續勤奮科學研究，碳纖維的性能也逐步完善和提升。80時期前期，高性能及極高性能的碳纖維陸續發生，這從技術上說是又一次飛越，與此同時也意味著碳纖維的探討和生產制造已加入一個普及化。
碳纖維的適用范圍是與金屬材料、瓷器等基材復合型，制成構造原材料。碳纖維增強環氧樹脂膠復合材料，其強度、比彈性模量綜合性指標值，在目前構造資料中是最大的。在抗壓強度、彎曲剛度、凈重、疲憊特點等有嚴格規范的行業，在規定高溫、有機化學穩定性能高的場所，碳纖維復合材料都頗具優點。
碳纖維以及復合材料做為構造原材料應用時，主要是運用其高性能商品的優質結構力學性能。與此同時，他們是以碳纖維增強復合材料的方式被運用，尤其是碳纖維增強塑膠和碳纖維復合材料。因而發展趨勢快速，并充足表明出一材點能、一材常用的特性，已被普遍用以航宇、巡航導彈、火箭彈、飛機場、車輛、化工廠、機械設備、紡織業、醫療器械及其文具用品等各行各業。現階段，它仍處在快速發展環節，其性能在不斷提升，生產量在急劇提升，優良品種相繼發生，運用范疇日益擴張。
為了更好地達到重量輕、剛性大的規定，傳統式的文體用品大多數選用木料以及復合材料產品。可是，碳纖維增強復合材料的結構力學性能比木料高得多，它的強度和比彈性模量分別是松木的4倍和3倍，是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因而，它在文體用品層面獲得了普遍的運用，其使用量幾乎占全球碳纖維總消費量的40％上下。
在文具用品層面，碳纖維增強復合材料關鍵用在下列一些層面:
1).高爾夫球棒
用CFRP做成的高爾夫球棒、可緩解凈重約10一40％。依據動量守恒定律，可讓球得到很大的加速度。另一方面．CFRP具備高的減振特點，可使發球時間增加,球被擊得更長遠。
2). 魚桿
碳纖維增強復合材料做成的魚桿比GFRP產品或竹桿都需要輕得多，使其在撒竿時耗費動能少，并且撤竿距比后面一種遠20%上下。CFRP其法的魚桿長而好，剛性大，釣魚竿在彎折以后能快速還原，使其傳送魚餌的覺得比較靈巧。如今已經有產品銷售，用碳纖維增強塑膠還能夠做成釣具的卷鈾，其凈重不超過l40克，但它的疲勞極限高，耐磨擦，因此使用期限長。
3).羽毛球拍
復合材料做成的羽毛球拍,輕而堅，剛性大，應變力小，可減少球與乒乓球拍觸碰時的偏差度；與此同時，CFRP的減振性好，能延長腸線與球的了解時間，使羽毛球得到很大的瞬時速度。例如，木質乒乓球拍的了解時間為4.33ms，不銹鋼制品為4.09ms，CFRP為4.66毫秒，相對性應的球的加速度則各自為1.38公里／時、149.6千米／時和157.4公里／時。這類羽毛球拍已經有產品供貨銷售市場。
4).網球拍
碳纖維增強復合材料剛成的羽毛球拍其優點是重量輕、剛性大、防止了木制家具因其剛性不夠而導致的斷把狀況.與此同時它還有著與以上羽毛球拍一樣的優勢。
5).跑車
用高純石墨化學纖維長絲做成的管件可以用來生產制造比賽車或通用性單車的窗框,其優點是重量輕，比鋼質架可減脂50%上下，使單車的總重緩解15%。
碳纖維與混和增強復合材料可以用來生產制造越野賽跑車輛，它的特性是重量輕。用金屬材質生產制造的一樣車身的整備質量為226.8KG，用CFRP生產制造時為63.5KG，用CF／GPRP生產制造時凈重可緩解到31.8至36.5KG。
6).滑雪板
用碳纖維增強復合材料生產制造的滑雪板，其優點是剛性大，耐磨擦，在拐彎、陡坡和越野賽跑中腳掌用勁較小。用CFRF生產制造的滑雪杖在健身運動界也享有盛譽。其優點是剛性大,重量輕，一般在150克上下。
別的主要用途
除此之外，碳纖維增強復合材料在文體用品層面還能夠生產制造驅動力雪撬用的彈簧板、洋弓、箭、跳竿、羽毛球棒、游船、皮劃艇、賽艇槳、游艇船頭、摩托車零件、登山用品及其滑翔機、人力飛機等。
