深圳市高为碳纤维复合材料有限公司
联系人：陈先生 电话：189 238 77411
地址：深圳市龙岗区宝龙街道龙东社区龙湖路89号A栋404
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高为碳纤维
为什么碳纤维管的强度高
碳纤维管是一种采用碳纤维复合材料制成的管状材料，也被称为碳素纤维管、碳管或碳纤管。制作过程中，通过预浸入苯乙烯基聚脂树脂的碳纤维复合材料，经过加热固化和拉挤(缠挠)处理，可以生产出各种形状的型材，如圆管、方管、片材等，并且可以进行表面包装美化等处理。
碳纤维管的基础是碳纤维，碳纤维是一种含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中含碳量高于99%的被称为石墨纤维。碳纤维的微观结构类似于人造石墨，具有乱层石墨结构。碳纤维的层面间距约为3.39到3.42A，而且层与层之间通过范德华力相互连接。
碳纤维具有碳材料的强抗拉力和纤维柔软可加工性的特点，是一种力学性能优异的新材料。碳纤维的拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这取决于炭化处理的温度，一般经过高温3000℃石墨化处理后，密度可达到2.0克每立方厘米。此外，碳纤维的重量很轻，比重比铝还要轻，不到钢的1/4，并且比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数具有各向异性特点，比热容一般为7.12，热导率随温度升高而下降，平行纤维方向为负值(0.72到0.90)，垂直纤维方向为正值(32到22)。在电阻方面，碳纤维的比电阻与纤维类型有关，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500，这使得碳纤维具有所有高性能纤维中最高的比强度和比模量。相比金属材料如钛、钢、铝等，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
除了具备一般碳素材料的特性外，碳纤维还具有显著的各向异性柔软性，可以加工成各种织物。由于比重小且沿纤维轴方向具有高强度，碳纤维增强环氧树脂复合材料在比强度和比模量方面具有最高水平。碳纤维树脂复合材料的抗拉强度通常在3500兆帕以上，是钢材的7到9倍，抗拉弹性模量为230到430G帕，也高于钢材。因此，碳纤维复合材料的比强度，即材料的强度与密度之比，可达到2000兆帕以上，而A3钢的比强度仅为59兆帕左右，比模量也比钢高。与传统的玻璃纤维相比，碳纤维的杨氏模量是玻璃纤维的3倍以上；与凯夫拉纤维相比，碳纤维的杨氏模量也高出2倍左右。碳纤维环氧树脂层压板的试验表明，随着孔隙率的增加，强度和模量都会下降，孔隙率对层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量的影响非常大，而拉伸强度受孔隙率影响相对较小。
碳纤维还具有优异的纤度，一般约为19克，拉力高达300kg每微米。几乎没有其他材料能像碳纤维一样具有多种优异性能，因此在需要高度强度、刚度、轻度和耐疲劳等要求严格的领域得到广泛应用。碳纤维在不接触空气和氧化剂时，能够耐受超过3000度的高温，具有出色的耐热性能，与其他材料相比，碳纤维的强度要在1500℃以上的高温下才会开始下降，而且温度越高，纤维强度越大。碳纤维的径向强度不如轴向强度，因此碳纤维在制作过程中需要注意避免径向强力，即不能打结。此外，碳纤维还具有良好的耐低温性能，即使在液氮温度下也不会脆化。
总的来说，碳纤维管具有强度高、寿命长、耐腐蚀、质量轻、低密度等优点。它具有尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。在高性能纤维中，碳纤维具有最高的比模量和比强度。因此，碳纤维在航空航天领域、军工产品以及民用领域都有广泛的应用。特别是碳纤维管在日常生活中也与我们息息相关，由于其独特的硬度和轻度，被广泛应用于风筝、航空模型飞机、灯用支架、印刷机辊轴、医疗器械、体育器材等机械设备中。
