2万只/年真空袋压法碳纤维冲浪板生产车间设计文献综述

 2023-12-05 16:25:46

文献综述

1 碳纤维冲浪板

1.1碳纤维冲浪板的定义

冲浪板是人们用于冲浪运动的运动器材,最早面世时体长大概5米左右,发展至今,主要有以下几种:一、长板-长度9呎以上,适合初学者。二、短板-长度7呎以下,属于技术型浪板。三、枪板-窄又长,以应付像夏威夷地区的大浪而设计之。四、软板-动感机动性强,不受浪头大小限制,适合初学者。冲浪板板轻而平,前后两端稍窄小,后下方有一起稳定作用的尾鳍。而说到碳纤维冲浪板,顾名思义就是材质变成了碳纤维材料或是复合了碳纤维材料,随着时代的发展,冲浪板也从木质再到泡沫材质再到现在各种材质。碳纤维材质就是其中一种。

1.2 碳纤维

碳纤维(carbonfiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维1

1.2.1 组成结构

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起。通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成,其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大2。当孔隙率低于某个临界值时,孔隙率对碳纤维复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度无明显的影响。当孔隙率超过0.9%时,层间剪切强度开始下降。由试验得知,孔隙主要分布在纤维束之间和层间界面处。并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。相对于孔隙率和孔隙长宽比,孔隙尺寸、分布对力学性能的影响更大些。并发现大的孔隙(面积0.03mm2)对力学性能有不利影响,这归因于孔隙对层间富胶区的裂纹扩展的产生影响。

1.2.2 材料特性

1.物理性质

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