碳纖維有多硬你知道嗎？

2020-07-28

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碳纖維材料是一種比普通鋼硬度高10倍的超硬材料，僅次于金剛石的硬度。

碳纖維是通過含碳量極高的有機高分子纖維按纖維線束方向堆砌而成，而我們所認知的高硬度，超強的抗剪切力并不是完全由材料特性所帶來的。這其中有個決定性因素，那就是臨界空隙。纖維與纖維之間的堆砌在低于某個臨界值時，之間的纖維孔隙指數會決定纖維的硬度，抗剪切力和抗拉伸力。

引起材料力學性能下降的臨界孔隙率是1%-4%。孔隙體積含量在0-4%范圍內時，孔隙體積含量每增加1%，層間剪切強度大約降低7%。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，并顯著降低了層合板中層間界面的面積。當材料受力時，易沿層間破壞，這也是層間剪切強度對孔隙相對敏感的原因。

碳纖維材料國產石墨氈隔熱

1、高碳物質

在“鉛筆”中H指數越高代表含碳量越高，B越高代表石墨含量越高。用起來H高的自然就硬一些，B高的，自然就消耗快一點。石墨和鉆石同屬于碳元素構成物質，由于原子構成不同，所以物理特性不同。但是在材料界中有一個共性，那就是含碳物質擁有極高的硬度和抗剪切力。

2、低吸能特性

F1和眾多超級跑車將碳纖維用作車體的材料是因為同等體積下的碳纖維比鋼鐵輕了20%-30%。但是硬度卻超過鋼鐵10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高時速引起的，有些是因為鋒利的碳纖維殘片能夠輕易的切割開頭盔護具。

也是因為在硬度上有著極強的表現，在民用量產車中，碳纖維只允許做為加固主體而并非大面積外表件的材料應用。

3、低阻燃率

碳纖維在物理特性的方面雖然很出色，但在某些化學特性上的表現并不是很好。例如抗阻燃方面較差。