碳纖維座管優點

一、碳纖維管的優點

1、密度：碳纖維管與其它材質的管材一樣，密度主要受構成物質的影響，所以碳纖維管的密度主要由其碳纖維密度決定。一般的碳纖維管密度為1.7g/cm3左右，而一般鋼管的密度為7.8g/cm3，二者的密度比是1:4，相同強度的碳纖維管和鋼管的重量比為1:43。在強度相同的前提下，碳纖維管的密度、重量要遠遠小於鋼管。

2、彎曲剪下強度和模量：碳纖維管彎曲剪下模量分析複雜，因為碳纖維管本身承受橫向彎曲時，管壁上要承受垂直方向的剪下應力，而這個剪下應力又可以分解成兩個剪下應力。經測試，彎曲的剪下模量理論為8.63GPa，實測為8.46GPa，比較相符。

當碳纖維圓管彎曲受剪時，其剪下應力是很複雜的，不僅有沿管壁切向剪應力，還有垂直管壁的層間剪應力。理論上，此碳纖維管的剪下強度為112MPa，實際測得103MPa，與理論值也很相近。

3、拉伸強度和模量：抗拉模量能測試纖維所能承受最大的拉力，它的單位為psi ，表示每平方英寸的面積能承受多少英磅的拉力。抗拉模星低於3480萬psi的碳纖維將被歸類於低模星碳纖維。其它還有標準模數，中間模量、高模量和超高模量。 超高模量的碳纖維拉伸彈性模量為7250萬-1.45億psi ( 5億-10億kpa )。和它相比較，鋼的拉伸模量約為2900萬psi ( 2億kpa )。碳纖維的彈性模 量足足比鋼強了10倍左右，而從重量上看，鋼的重量有碳纖維的5倍之多。除此之外，碳纖維的抗疲勞性和其它金屬相比還是非常優越的，如果把它和樹脂融合，將成為最抗腐蝕的材料之一。

4、其他優勢：除了質輕高強的突出優勢，碳纖維與金屬材料最大的不同在於碳纖維屬於一種非金屬材料，電化學活性較低，具有優秀的耐腐蝕和抗老化效能，能夠延長碳纖維管的使用壽命。碳纖維材料的工作溫度高，使用安全， 並且其熱膨脹係數小，基本上不會隨工作溫度的變化發生變形，保證尺寸的穩定性。

二、碳纖維管的缺點

1、價格貴：比傳統鋁合金，鋼鐵材料貴好幾倍，原材料製備技術不在國內，另外生產工藝需要大量人力成本，因此價格較高

2、層鋪結構容易分層：生產人員鋪層經驗的高低，會影響鋪層的效果，分層說明空間存在間隙，直接影響碳纖維管的整體效能

3、樹脂體系耐溫，耐老化性有待驗證：目前熱固性碳纖維管採用的是環氧樹脂，耐高溫程度不高，碳纖維管的整體耐高溫效能下降，正在研發的熱塑性碳纖維管可以解決這個難題

4、耐衝擊性不好：這是因為碳纖維管成型後質地較脆，韌性下降導致。