复合材料以碳纤维增强的树脂基复合材料为数量上的主体。碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的密度仅为钢的1/4、铝合金的1/2,但强度却比钢高4倍、比铝高6~7倍。航天的重量每减少1公斤,就可使运载火箭减轻500公斤,因此,碳纤维复合材料的这种低密度、高强度的优异性能,使其在航天航空等高科技领域占有重要地位。
不仅如此,碳纤维复合材料还因其比强度、比模量高的特点,匹克运动球拍优势,越来越应用到体育用品行业。传统的体育用品大多采用木材及其复合材料制品。但是,碳纤维增强复合材料的力学性能比木材高得多,它的比强度和比模量分别是杉木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此,它在体育用品方面得到了广泛的应用,其用量几乎占全世界碳纤维总消耗量的40%左右。
1、网球拍
复合材料制成的网球拍,轻而坚,刚性大,应变小,匹克运动球拍生厂厂家,可降低球与球拍接触时的偏离度;同时,碳纤维复合材料的阻尼性好,可延长肠线与球的接触时间,使网球获得较大的加速度。例如,木制球拍的接触时间为4.33毫秒,钢制品为4.09毫秒,碳纤维复合材料为4.66毫秒,相对应的球的初速度则分别为149.6千米/时、138千米/时和157.4千米/时。这种网球拍已有商品供应市场销售。
2、羽毛球拍
碳纤维增强复合材料刚成的羽毛球拍其特点是重量轻、刚性大、避免了木制品因其刚性不足而造成的断把现象,同时它还具有与上述网球拍一样的优点。
碳纤维不是天然就存在的,是将聚、沥青等预氧化、碳化、甚至石墨化而成的,原材料的制取需要很高的工艺,目前只有寥寥几家公司掌握这项技术,造成一定程度上的垄断。把碳纤维和常见材料钢相比,它的密度大约为钢的四分之一,强度方面却高出四倍之多。 另外,它的耐高温能力,耐腐蚀能力、耐摩擦能力都非常好,可在各种环境中使用。
对于航天来说,减负尤为重要,它的重量只要减少-公斤 ,运载火箭就可以减轻500公斤,节省油耗,有助于飞到更远的太空勘探调研。和航天-样靠能源驱动的飞机、汽车如果重量减轻的话,同样对能源的节约,环境的保护有重要作用。
碳纤维是用由碳原子长链组成的有机聚合物(例如酚醛纤维、聚纤维)制备出来的,含碳量高达95%。它的刚度是钢材的两倍,强度是钢材的四倍,重量却只有它的四分之一左右 ,制造出来的产品质轻高强,更加坚固耐用。碳纤维本身是无毒材料,但生产的过程中涉及到一系列化学反应,需要加入各种添加剂,对环境有一定伤害。随着生产水平的提高以及人民对环境质量的日益重视,碳纤维的生产正逐步向绿色化方向发展。
在碳纤维的生产过程中,原料要经过1000"C的预氧化和2000°C的碳化才能制成碳纤维原丝,这需要大量的热量。此外还需要l气体、液体等各种能源保证纤维的强度、品质。这是通过控制温度、励、时间等可变量实现的。生产时如果对挥发物没有足够的重视会带来严重的大气污染。HCN、NH3排放到空气中,对人们的身体健康带来伤害, CO、CO2等加剧温室效应。
自工业革命后,污水、废气大量排放,环境污染日益加重,湿地减少、沙尘暴肆。就拿中国来说好了,连南方地区都连续出现雾霾天气,越
来越多的人呼吸道疾病。碳纤维作为一种新兴材料,应用到越来越多的行业,以后的用途会更广,匹克运动球拍,所以人们在研究绿色环保的生产方法,尽量减少对环境的污染。现在的技术虽然没达到完全无污染,但比以前已经有了很大的进步,相信以后能完全达到绿色环保的要求。
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