碳纤维增强尼龙

发布日期：2022/8/31 16:44:56 访问次数：455

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%	玻璃纤维 30%	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
拉伸强度/MPa		(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
弯曲强度/MPa		(101)	(197)	(264)	(125)	(65)
弯曲弹性模量/MPa	ASTM D790	9400	16100	22000	8000	3300
弯曲弹性模量/MPa		(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。

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