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碳纤维增强尼龙(CF/PA)

CF/PA

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江苏爱尔达复合材料有限公司

江苏

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面议

品牌:

爱尔达

型号:

CF/PA

关注度:

525

范围(量程或细度):

--

产品介绍

碳纤维增强尼龙(CF/PA)

图片2.png


 碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特点,与玻璃纤维相比,模量高3??5倍,因而是一种获得高刚性和高强度尼龙材料的优良增强材料。
   碳纤维增强尼龙材料近年来发展很快,因为尼龙和碳纤维都是各自领域性能优异的材料,其复合材料综合体现了二者的优越性,强度与刚性比未增强的尼龙高很多,高温蠕变小,热稳定性显著提高,尺寸精度好,耐磨,阻尼性优良,与玻纤增强尼龙相比有更好的综合性能,如表所示。



增强纤维



碳纤维


玻璃纤维

30%


特性

测试方法

15%

30%

40%

无添加

相对密度

JIS K7112

1.20

1.26

1.32

1.40

1.14

拉伸强度/MPa

ASTM D638

117

182

235

170

80


(76)

(116)

(165)

(100)

(55)

断裂伸长率/%

ASTM D638

4

(6)

4

(4)

3. 5

(4)

5

(4.5)

60

(200)

弯曲强度/MPa

ASTM D790

210

270

330

260

130


(101)

(197)

(264)

(125)

(65)

弯曲弹性模量/MPa

ASTM D790

9400

16100

22000

8000

3300


(49)

(106)

(154)

(40)

(12)

缺口冲击强度/(kJ/m2)

ASTM D256

4(7)

5. 5(8)

4(7)

7(9)

4(14)

洛氏硬度(R标准)

ASTM D785

121(102)

122(106)

124(118)

120(113)

118(100)

弯曲疲劳强度(106次)/旨3

ASTM D671

43(30)

58(43)


37(20)

吸水率(23℃,24h)%

ASTM D670

0.8

0.65

0.65

0.7

1.5

线胀系数/(105/K〉

ASTM D696

1.3/10

0.7/8

0.6/6

1.5/8

10/10

成型收缩率(流动方向)/%

ASTM D955

0.15

0.05

0.03

0.29

1.80

热变形温度(1.82MPa)/℃

ASTM D648

248

250

250

248

66

热导率[W/(M*K)]

ASTM C177

0.41

0.52

0.7

0.35

0.23

动摩擦因数

东丽法

0.07

0.2

0.36

0.15

0.23

磨耗量/[g/m2) • h]

东曲法






试料


4.0

11.0

14.0

15.0

7.0

对磨材料(S45C)


0.2

0.1

0.2

1.9

0.2

体积电阻率/Ω • cm

ASTM D257

100~1000

10~100

10~100

1017

1017



    碳纤维是综合性能很全面的材料之一,其价格也较为昂贵。使用碳纤维增强尼龙,在提高尼龙的多项性能的同时,也使得制成品的成本及加工难度相应提高。因此在满足使用条件及设计余量的情况下,碳纤维有一经济加入量。通过实验,发现碳纤维加入量与制成的复合材料力学性能之间存在着图所示的半定量关系。

 


    碳纤维/尼龙复合材料具备了代替金属的优异性能,且质轻高韧,易于加工,其应用范围几乎涉及国民经济的各个领域。 
    1.汽车工业  碳纤维增强尼龙复合材料广泛应用于汽车工业,这主要是因为上述材料的耐油性、耐磨性和抗蠕变性极佳,代替传统的金属材料时具有重量轻的优势。包括PA66 在内的多种工程塑料被碳纤维增强后正逐渐取代早先汽车用金属压铸构件,如燃料箱等。在美国、西欧和日本,尼龙几乎用于汽车的所有部位,如发动机部位、电气部位和车体部位。碳纤维增强尼龙复合材料具有较强的耐疲劳能力,这种特性使其应用于汽车内燃机同步驱动齿轮的制造。德国重型柴油机就使用了这种材料制造齿轮、管接头等零件。 
    2.国防工业  美国印第安纳Wikon-Fiberfil公司开发了含碳纤维40%的PA66复合材料,牌号为NylamM1501,其性能超过目前使用的其它高强度材料。这种材料可代替金属,主要用于国防与宇航领域。美国MX导弹使用40%碳纤维增强PA66代替铝合金制造导弹发动机部件。英国亨廷公司开发的火箭筒的筒体大部分为碳纤维增强尼龙制造,两节型的发射筒用长纤维卷绕法制造,箭弹弹尾也由上述材料制成。 
    3.航空航天  美国比奇飞机公司研制的双发小型公务机,其主机翼、鸭翼、稳定翼、短舱等70%的部分使用了碳纤维增强/环氧/尼龙材料,新材料比传统的铝材轻19%,这对提高速度、节省燃料极其有利。美国LNP公司使用碳纤维增强PA612制造波音757飞机发动机上的一些部件。他们用碳纤维加入量40%的PA612注射成型尺寸为20.32cm× 30.48cm、厚度为0.0381cm的发动机气窗部件,有效使用期达20年以上,具有良好的经济性和长效性。目前,波音公司正在用其制造民用飞机的机舱。 
    4.文体用品  日本Osaka公司计划使用反应式注射方式生产尼龙/长碳纤维复合材料以满足生产文体用品的要求。具体做法是:先使尼龙单体与预先放置的连续纤维进行混合,注射成型时再引发聚合使其成型。此方式适用于制造薄壁型产品。该公司计划使用其制造网球拍和高尔夫球棒,也可用其制造头盔、汽车防撞杠和机器人手臂等。


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