碳纖維管的熱膨脹系數(shù)低有什么作用？

    熱膨脹系數(shù)是專業(yè)的理科詞匯，是物體因?yàn)闇囟鹊母淖兌l(fā)生的膨脹收縮的變化，包含線膨脹系數(shù)、面膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)。每種材料自身都有不同的膨脹系數(shù)，碳纖維管作為新型管材，它的膨脹系數(shù)比較低，對(duì)于使用來(lái)說(shuō)是否會(huì)有什么影響呢？

    碳纖維管的熱膨脹系數(shù)較低

    熱膨脹系數(shù)作為材料的性能之一，在實(shí)際使用中自然需要進(jìn)行考量。碳纖維管的熱膨脹系數(shù)并不是固定的，會(huì)受到自身材料影響。碳纖維管由碳纖維原絲和樹脂材料構(gòu)成，不同品級(jí)的碳纖維原絲和不同種類的樹脂組合后，熱膨脹系數(shù)會(huì)發(fā)生一定的變化，不過(guò)對(duì)比其他材料來(lái)說(shuō)，碳纖維管的熱膨脹系數(shù)整體比較低。

    拿T300品級(jí)和環(huán)氧樹脂材料為例，制成的T300碳纖維管的熱膨脹系數(shù)數(shù)據(jù)，我們可以了解一下。當(dāng)溫度為20℃~70℃的時(shí)候，T300碳纖維的熱膨脹系數(shù)為0.74*10^6/K，M40碳纖維的熱膨脹系數(shù)為1.23*10^6/K。

    碳纖維管的熱膨脹系數(shù)小于金屬，又有著四倍鋼的強(qiáng)度、四分之一鋼的重量，在很多領(lǐng)域已開始代替金屬材料使用。而4211環(huán)氧樹脂在20-100℃，熱膨脹系數(shù)為67.1*10^6/K，碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制成碳纖維管的熱膨脹系數(shù)應(yīng)該在以上兩者的范圍區(qū)間內(nèi)。

    碳纖維管的熱膨脹系數(shù)低有什么作用？

    上面的數(shù)據(jù)已經(jīng)可以說(shuō)明，碳纖維管的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于鋼管，假設(shè)將碳纖維管和鋼管放入同樣的環(huán)境中使用，吸收同樣的熱量，碳纖維復(fù)合材料沒(méi)有變形或膨脹，但金屬材料已經(jīng)彎曲甚至斷裂了。

    熱膨脹系數(shù)是針對(duì)特殊環(huán)境下選擇的一個(gè)重要因素，是對(duì)設(shè)備安全性的重要保障。拿飛機(jī)制造來(lái)舉例，如果選用材料時(shí)沒(méi)有充分考慮熱膨脹系數(shù)這個(gè)因素，在溫差變化較大的場(chǎng)景內(nèi)超負(fù)荷使用，熱膨脹系數(shù)較大的材料會(huì)出現(xiàn)損壞的問(wèn)題，嚴(yán)重影響飛機(jī)的安全性。

    碳纖維管的優(yōu)勢(shì)在于力學(xué)性能出色，超高的抗拉強(qiáng)度和模量，比擬塑料的重量，加上出色的耐疲勞特性，在航空航天、軌道交通、體育裝備等行業(yè)得到了非常出色的效果。熱膨脹系數(shù)雖然只是選材的一個(gè)因素，通常還不是核心的一個(gè)因素，但在特殊環(huán)境下它卻是決定是否選用的唯一因素。

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