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制品缺陷與工藝因素的對(duì)應(yīng)
在強(qiáng)度方面,碳纖維制品的缺陷表現(xiàn)為邊角強(qiáng)度過(guò)低或局部強(qiáng)度顯著下降。如果制品本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,如角根曲率半徑過(guò)小,成品在邊角處的強(qiáng)度必然會(huì)受到影響。利用新材料提升比賽器材的性能,從而提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的案例屢見(jiàn)不鮮。如果鋪料時(shí)未能準(zhǔn)確計(jì)算制品所需用料量,造成用料富余,就會(huì)在邊角等局部位置造成鋪料疊加現(xiàn)象,一旦有了料結(jié)團(tuán),制品的整體強(qiáng)度就存在不均勻性。如果加壓過(guò)早,樹(shù)脂本身反應(yīng)程度較低,分子量較小黏度低,在壓力下極易流失,在制品中產(chǎn)生樹(shù)脂集聚或局部纖維曝露的幾率就會(huì)比較大,進(jìn)而影響到整個(gè)制品強(qiáng)度。
碳纖維復(fù)合材料
碳纖維是含碳量很高的無(wú)機(jī)高分子纖維材料,它“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,而強(qiáng)度卻高于鋼鐵。它有四種產(chǎn)品形式:纖維,布料,預(yù)浸料坯和切短纖維。布料指的是由碳纖維制成的織品;預(yù)浸料坯是將碳纖維按照一個(gè)方向一致排列,并將碳纖維或布料經(jīng)樹(shù)脂浸漬使其轉(zhuǎn)化成片狀;切短纖維指的是短絲。按照不同的配比,這些產(chǎn)品和樹(shù)脂一起應(yīng)用將形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)。當(dāng)前,用來(lái)制造體育運(yùn)動(dòng)器材的新材料主要是復(fù)合材料,而碳纖維復(fù)合材料又是其中的佼佼者。成型壓力的大小同樣取決于物料的品種,而且與制品的結(jié)構(gòu)形狀和模具的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。從某種意義來(lái)說(shuō),現(xiàn)代競(jìng)技運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)向人類(lèi)體能極限挑戰(zhàn)的運(yùn)動(dòng),任何項(xiàng)目世界紀(jì)錄微小的提高往往需要和依賴(lài)科技的推動(dòng)。利用新材料提升比賽器材的性能,從而提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的案例屢見(jiàn)不鮮。
碳纖維復(fù)合材料用于體育器材的優(yōu)勢(shì)
破損安全性能好
在碳纖維復(fù)合材料中,由于基體的作用,在沿纖維方向受拉時(shí),各纖維的應(yīng)變基本相同。已斷裂的纖維由于基體傳遞應(yīng)力的結(jié)果,除斷口處不發(fā)揮作用外,其余絕大部分纖維依舊發(fā)揮作用。第四階段現(xiàn)在有小部分臺(tái)灣廠在沿用自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn),這個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)就只能針對(duì)產(chǎn)品建構(gòu)簡(jiǎn)單單一的產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)在目前行業(yè)不能廣泛應(yīng)用。個(gè)別纖維的斷裂不會(huì)引起連鎖反應(yīng)和災(zāi)難性的急劇破壞,因而破損安全性能很好。
阻尼性能好
碳纖維復(fù)合材料的聚合物基體具有黏彈性,在基體中和界面上有微裂紋和脫黏的地方還存在著摩擦力,在振動(dòng)過(guò)程中,黏彈性和摩擦力使一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。因此,其阻尼比鋼和鋁合金大,若采用特定措施還可以使阻尼增大。