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随着碳(C)纤维技术的进步和推广,目前很多工业产品都在尝试使用
碳纤维复合材料(Material)来替代(用一物质代替另一物质(多为强者取代弱者的地位))原本的材质。在碳纤维部件的设计过程中,难免会遇到和其他类型材料如钢铁、铝合金等相互链接的问题,传统的金属链接工艺无法实现碳纤维复合材料的链接要求,下面新材便对碳纤维复合材料部件和其他材料链接的方式做一下简单介绍。
碳纤维复材机械连接法
机械链接方式方法在传统金属部件中应用非常广泛,主要采用螺栓、铆钉(rivet)等紧固件来实现零件之间的衔接加固。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。虽然这种方式有自身缺陷,但是他对温度和蠕变承载性强、组装和分解都比较容易,连接强度集中等诸多有点在复合材料结构连接上应用也比较成熟。
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机械连接采用螺栓(组成:头部和螺杆组成)、铆钉等紧固件实现构件的连接。虽然机械连接存在开孔产生应力集中、接头质量大、连接效率低等缺点,但是其具有抗高温和抗蠕变能力强、连接强度分散性小、抗剥离能力大、易于拆卸和组合安装等显著优点。在对汽车连接性能要求较高的部位.机械连接仍然是其他连接方式方法不可替代(用一物质代替另一物质(多为强者取代弱者的地位))的。碳(C)纤维复合材料和金属类材料在膨胀(inflate)系数、刚度、化学性能方面有很大的区别,所以在连接接头的选择(xuanze)上需要诸多实验研究(research)。另外连接部位的垫片和间隙对于复合材料和金属螺栓接头的承载能力也有影响,固体垫片的折叠刚度大要比液体的承载能力强,界面之间的空隙会极大的降低(reduce)连接头的承载能力。碳纤维复合材料/铝合金(熔点660℃)螺拴接头叠加了热诱导载荷的机械载荷对接头疲劳寿命有不利影响,由于有效应力范围较小·双轴载荷工况下的疲劳寿命比单轴载荷工况的更长。另外碳纤维复合材料在连接的时候使用的铆钉材料和温度(temperature)比造型对接头疲劳强度的影响更大。
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碳纤维复材胶黏剂连接法
主要方式是使用胶黏剂把碳纤维复合材料(Material)产品和其他材料品质部件连接,打造一个不可拆卸的整体。
碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。使用胶接有很多好处,可以让产品的表面更光滑、外观更精美,无链接零部件,结构效率(efficiency)高。这种链接方式也有一定的弊端如连接承受力太低,连接周期短容易,胶黏剂容易失效,没有办法拆卸等问题(Emerson)。对于使用环境比较恶劣的情况(Condition)下胶层和混合接头的界面性能会变低。湿热、高温情况下会使胶接效果严重降低(reduce),甚至出现滑落的情况,所以碳纤维复合材料连接的时候需要在全面考虑部件工作环境下再选择(xuanze)是否使用胶接。
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以上是对碳纤维复合材料部件和其他材料链接的两种常见方式方法的简单介绍,希望能够对大家有所帮助。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维制品和不同属性的材料结合需要考虑许多因素,新材专业从事碳纤维工业的研发生产(Produce),欢迎各大厂家合作(collaborate)交流。
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