碳纤维复合材料 在户外装备中的使用

jane

碳纤维复合材料 在户外装备中，有的地方用得很恰当，在有的地方是忽悠乱用。

目前大批量使用的碳纤维都是直径在15微米左右的连续纤维。按照其性能可以大致分为2种，一是高强度的碳纤维，二是高模量的石墨纤维。运动器材一般不应该使用石墨纤维，而且石墨纤维的价格是高强度碳纤维的3－10倍，所以谁要是告诉你他的铲子是石墨纤维做的，是很值得怀疑的。

碳纤维复合材料的致命缺点是其灾难性的破坏模式。要么不坏，一旦坏起来没有任何先兆，而且很难通过无损检测事先查明。破坏的起始点很小，如果碰巧是在表面的话，必须用高倍显微镜才能观察到。如果破坏的起始点不在表面，那就不知道了。所以碳纤维复合材料不适于做冰镐的镐柄或者任何其它经常磕碰的部件，因为与岩石冰块的直接剧烈碰撞后的局部损伤难以察觉，指不定哪天就断裂，没有一点预兆。不象铝合金或者钢片与岩石冰块的直接剧烈碰撞后只有局部的塑性形变（小坑，小痕）。

碳纤维复合材料做公路自行车的车架不错，承力但是没有激烈撞击，做高尔夫球杆也不错，因为一般不会故意磕杆子，除非你是老虎他媳妇，呵呵。碳纤维复合材料做网球拍也不错，因为如果比赛一般都有1－2只备用的，即使球拍断了，也不是要死要活的事。但是冰镐断了在大山里可能会有生死之危。

碳纤维复合材料的以上所述的致命缺点只有通过改用新型的碳纤维／碳管才有可能根本的改变。但是新型的碳纤维／碳管成本非常高，而且工艺不方便大批量工业化生产，仍在实验研究阶段。

[ 本帖最后由 jane 于 2010-3-10 12:31 编辑 ]

dacong

原帖由 <i>jane</i> 于 2010-3-10 10:23 发表<br />
碳纤维复合材料 在户外装备中，有的地方用得很恰当，在有的地方是忽悠乱用。<br />
<br />
目前大批量使用的碳纤维都是直径在15微米左右的连续纤维。按照其性芸梢源笾路治?种，一是高强度的碳纤维，二是高模量的石墨纤维 ...

<br />
那用来做飞机是不是万一被地上的石子弹了一下，指不定哪天空中解体？

红军叔叔

受益！

我准备去用我的铝合金车架碰撞一下OUTWARD的闪电，哈哈～～～

rocky

石墨纤维一般用在什么地方呢？
航空器材？

jane

原帖由 <i>dacong</i> 于 2010-3-10 10:34 发表<br />
&lt;br /&gt;<br />
那用来做飞机是不是万一被地上的石子弹了一下，指不定哪天空中解体？

<br />

飞机的复合材料比较厚，指不定哪天空中解体的可能性的确存在。［纠正：这个事故属于使用不当，请看12楼和14楼的评论］在2001年11月纽约，飞机尾翼无先兆突然破坏，造成American Airlines  587坠落出事。

http://www.ntsb.gov/events/2001/AA587/tailcomp.htm

[ 本帖最后由 jane 于 2010-3-10 15:02 编辑 ]

jane

原帖由 <i>rocky</i> 于 2010-3-10 10:41 发表<br />
石墨纤维一般用在什么地方呢？<br />
航空器材？

<br />

航天

jane

原帖由 <i>红军叔叔</i> 于 2010-3-10 10:38 发表<br />
受益！<br />
<br />
我准备去用我的铝合金车架碰撞一下OUTWARD的闪电，哈哈～～～

<br />

山地车碳架破坏有发生。最容易坏的是后三角挂rear deraillier的接头处。我哥们的刚坏了（不是specialized)，厂家免费换了个全新的。

[ 本帖最后由 jane 于 2010-3-10 11:32 编辑 ]

大学生

我觉得在一段时间内，综合各方面的考虑，铝合金任然是最理想的材料

jane

材料合不合适要看使用场合，价格等等。任何材料只要用对了地方就好。所以也不能说铝合金就是万金油，铝合金的学问也很大。我今天刚好接了个铝合金的研究项目，可以学习一下。

hk08

原帖由 <i>dacong</i> 于 2010-3-10 10:34 发表<br />
&lt;br /&gt;<br />
那用来做飞机是不是万一被地上的石子弹了一下，指不定哪天空中解体？

<br />



碳纤维战斗机机头

jnccyd

受益，受益
支持这种技术贴

dacong

原帖由 <i>jane</i> 于 2010-3-10 10:56 发表<br />
&lt;br /&gt;<br />
<br />
飞机的复合材料比较厚，指不定哪天空中解体的可能性的确存在。在2001年11月纽约，飞机尾翼无先兆突然破坏，造成American Airlines&nbsp;&nbsp;587坠落出事。<br />
<br />
<a href="http://www.ntsb.gov/events/2001/AA587/t" target="_blank">http://www.ntsb.gov/events/2001/AA587/t</a> ...

<br />
美航587的尾翼和炭纤维无关，那是铝合金的。
据我所知，是和某个活门在低温下损坏然后由于之前飞机的尾流造成活门工作，然后方向舵来回开到底，造成方向舵和尾翼损坏，最后摔了下来。记得不清楚了，这个事故的报告我是参加了的。

psnake

这帖应该转到diy去阿~~材料基本知识~~

jane

原帖由 <i>dacong</i> 于 2010-3-10 13:33 发表<br />
&lt;br /&gt;<br />
美航587的尾翼和炭纤维无关，那是铝合金的。<br />
据我所知，是和某个活门在低温下损坏然后由于之前飞机的尾流造成活门工作，然后方向舵来回开到底，造成方向舵和尾翼损坏，最后摔了下来。记得不清楚 ...

<br />

美航587的垂直尾翼vertical stabilizer (tail fin) 的确是复合材料，见下文，但是报告中说了复合材料不是出事的原因，出事是因为操作不当，以致部件承受了远远超过其设计允许的最大应力后失效。

http://www.ntsb.gov/Pressrel/2004/041026.htm
”The Board found that the composite material used in constructing the vertical stabilizer was not a factor in the accident because the tail failed well beyond its certificated and design limits.“

还有一个报道，也是这个部件，被诊断为隐藏在材料内部的“可能的分层”现象。具体见下。

http://www.encyclopedia.com/doc/1G1-83908123.html

American Airlines investigators have uncovered problems with the tail fin of a second American Airlines Airbus A300-600, one that experienced an inflight disturbance. Possibly this fin may provide clues about what might have led to the New York crash of American Flight 587 in November 2001.

The problem, described as a "possible delamination" hidden inside the all-composite CFRP tail fin, was discovered during ultrasonic inspections of a fin on an American Airlines A300 that had been involved in an in-flight upset near West Palm Beach, Florida in 1997.

[ 本帖最后由 jane 于 2010-3-10 15:01 编辑 ]

陶瓷虾

那个贴也说了，碳纤维这样的脆性材料能容许的变形很小，而吸收能量主要是依靠变形，所以这样的材料很难承受动载荷。
对于磕磕碰碰的载荷，受力大小一般不是恒定的，而能量是恒定的，比如一个铁球砸过去，受到多少牛顿的力是无法估算的，但施加的能量是可以估算的，基本就是铁球的动能，这点能量足以突破脆性材料容许的极限。
强度是静载荷，力是恒定值，一根铝合金的棍子可能挂不住一个大铁球，但碳纤维可能可以挂住。

大学生

淘宝上卖的碳纤板，有1K、2K、3K，不太明白这些参数是什么意思？

奥太巴

原帖由 <i>陶瓷虾</i> 于 2010-3-10 21:00 发表<br />
那个贴也说了，碳纤维这样的脆性材料能容许的变形很小，而吸收能量主要是依靠变形，所以这样的材料很难承受动载荷。<br />
对于磕磕碰碰的载荷，受力大小一般不是恒定的，而能量是恒定的，比如一个铁球砸过去，受到多 ...

<br />
嗯哪，用动量守恒可以理解：P=m*v=F*t，越脆的东西，t也就越小，那么F也就越大。所以很容易超过其强度极限，于是就咔嚓一声。

sonic22

我想知道碳纤维车身的跑车都怎么通过碰撞实验的。。。

大学生

原帖由 <i>sonic22</i> 于 2010-3-10 22:07 发表<br />
我想知道碳纤维车身的跑车都怎么通过碰撞实验的。。。

<br />
一般安全性高的车，都是撞完以后惨不忍睹的

鸡肚皮

原帖由 <i>大学生</i> 于 2010-3-10 22:18 发表<br />
&lt;br /&gt;<br />
一般安全性高的车，都是撞完以后惨不忍睹的

<br />
日本车通常都是惨不忍睹的，原来是因为安全性高？