来看看我的特性吧!

        说到我的优点,那可是三天三夜都说不完。而我又向来谦虚,所以就随便挑几个给你们说说好了。首先,我身材轻盈,却具有高强度和高模量的性质。因此还得到美誉“轻量化之王”,是“瘦身革命”的领导者。作为一种性能优异的战略性新材料,我的密度在1.6-2.5g/cm3之间,不到钢的1/4,拉伸强度却在2.2Gpa以上,是钢的5-7倍。和那些铝合金结构件相比,由我制成的复合材料减重效果可以达到20%-40%;再跟那些钢类金属件相比,减重效果可以达到60%-80%。总的来说,我比绝大多数金属的比强度高7倍以上,比模量是金属的5倍以上。由于这个优点,用我制成的复合材料呀,广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材这些领域~不是我瞧不起金属,但这些硬邦邦冷冰冰的东西也就是徒有其表罢了。

        说到这,你们一定很好奇为什么轻盈的我会具有这么高的强度和模量吧。好吧,那就满足一下你们的好奇心喽。我具有苯环结构,这使我的分子链难于旋转。高聚物分子不能折叠,又呈伸展状态,形成棒状结构,高模量就是这么来的。而我属于聚合物的线性结构使分子间排列得非常紧密,在单位体积内可以容纳很多聚合物分子。这种高的密实性就使我具有较高的强度。


        我向来不怎么怕热。我的绝大多数伙伴的热膨胀系数,室内为负数(-0.5~-1.6) X10-6/K,在200~400°C时为零,在小于1000°C时为1.5X 10-6/K。这些专业的数字你们肯定不怎么明白,你们只需要知道,由我制成的复合材料膨胀系数很稳定,可以作为标准衡器具,这就够了。通常无机和有机材料的导热性都挺差的,但我不一样,我的导热性接近于钢铁。这是因为,我的苯环结构由于环内电子的共轭作用具有化学稳定性,不发生高温分解。又由于苯环结构的刚性,使我具有晶体的本质,以及高温尺寸的稳定性。因为这个优点,人类又把我作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料使用。

        从我的成分中可以看出,我几乎是纯碳,而碳又是最稳定的元素之一。除了对强氧化酸以外,我对酸、碱和有机化学药品都很稳定,可以制成各种各样的化学防腐制品。中国已经从事这方面的应用研究,而且随着今后我的价格不断降低,应用范围会越来越广。另外,我在和那些性质低劣的金属对磨时,很少磨损。所以,人们用我来取代石棉制成高级的摩擦材料,作为飞机和汽车的刹车片材料。


        看得出来你们对我具有这样优良的性质既惊讶又羡慕。哎,确实如此。不过,我能具备这么多的优点都是因为我具有良好的结构。也就是说,天性使然。
        ^_^下面就给你们介绍一下吧。
        我是含碳量高于90%的无机高分子纤维。我的兄弟姐妹们中含碳量高于99%的称为石墨纤维。我们的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。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,排列不像石墨那样规整,层与层之间是借范德华力连接在一起的。通常也把我们的结构看成由二维有序的结晶和孔洞组成,其中孔洞的含量、大小和分布对我们的性能影响较大。
        当孔隙率低于某个临界值时,孔隙率对由我制成的复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度没有明显的影响。我听说有研究指出,引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时,孔隙体积含量每增加1%,层间剪切强度大约降低7%。我还看过一些研究,他们说,当孔隙率超过0.9%时,层间剪切强度开始下降。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,孔隙的尺寸就越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。另外孔隙处是我们的应力集中区,承载能力弱,当受力时,孔隙扩大形成长裂纹,从而使我们遭到破坏。😢
        即使两种具有相同孔隙率的层压板(在同一养护周期运用不同的预浸方法和制造方式),也会表现出完全不同的力学行为。力学性能随孔隙率的增加而下降的具体数值不同,表现为孔隙率对力学性能的影响离散性大且重复性差。由于包含大量可变因素,孔隙对复合材料层压板力学性能的影响是个很复杂的问题,不是能定量得出的。这些因素包含:孔隙的形状、尺寸、位置;纤维、基体和界面的力学性能以及静态或者动态的荷载。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。大的孔隙(面积大于0.03mm2)对我们的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产生的影响。

        好啦,上面就是我的一些结构和特性了。如果你还没有了解我这只小蛇的发展历程和应用领域,就赶快去别的地方看看吧!

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