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[推荐]:结构工程师必须知道碳纤维

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发表于 2003-10-5 16:35:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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国外碳纤维复合材料现状及研究开发方向

  1996年世界碳纤维生产能力15000t,实际产量约10000t左右,其中日本约占60%。日本有三家大公司从事碳纤维的生产、研究和开发,东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司是世界著名的碳纤维生产企业,它们都在积极扩展碳纤维生产,继续加强其在世界市场上的主导地位,并纷纷实现从原丝到下游复合材料一体化的配套生产体制,碳纤维及其下游产品己成为这些公司的支柱产业和新的经济增长点。

  随着航空航天飞行器各项性能的不断提高,对结构件用材料的性能要求也越来越高。今后日本先进复合材料的发展方向是:在增强材料方面,进一步提高碳纤维的强度和模量,降低成本;在树脂基体方面,主要提高树脂的冲击后压缩强度和耐湿热性;在复合材料成型技术方面,进一步实现整体成型技术、固化监控、自动化技术及三维复合材料技术,从而同时提高复合材料性能降低制造成本。

  美国是碳纤维生产大国,更是消费大国,世界碳纤维40%以上的市场在美国。美国1996年碳纤维生产能力约为4500t,其中卓尔泰克(ZOLTEK)公司1997年在美国德克萨斯州的亚平伦城和匈亚利的布达佩斯附近建了5条碳纤维生产线,1997年的总生产能力达3000t左右,一跃成为世界上生产碳纤维的最大集团之一。

  它的产品有许多特色,最主要是低成本、低价格、大丝束、采用纺织用的丙烯酸原丝和开发工业级碳纤维等。该公司生产的碳纤维价格已降至17.64$/kg,而日本东丽同类产品大约30$/kg。在应用方面,美国摩里逊(Morison)公司为达纳(Dcna)公司生产汽车传动轴,供通用汽车公司用;采用碳纤维复合材料可使原来由两件合并成一个传动轴简化成单件,与钢材料相比,可减重60%。美国斯道顿复合材料公司(Stoughton)开发碳纤维复合材料集装箱,重量轻、耐磨,在碳纤维价格降至17.6$/kg时,此集装箱的价格可与金属集装箱竞争。

  目前,美国正在开发碳纤维复合材料的五大新市场,即清洁能源车辆、土木建筑工程、近海油田勘探和生产、风力发电机大型叶片、高尔夫球杆和球拍。这是推动美国和世界碳纤维复合材料大发展的动力。随着碳纤维生产规模的扩大和生产成本的下降,在增强木材、机械和电器零部件、新型电极材料乃至日常生活用品中的应用必将迅速扩大。

  除日美之外,德国、英国和韩国也具有一定碳纤维复合材料生产能力。据预测,今后十年世界碳纤维及复合材料需求量将稳定高速增长。国外碳纤维及复合材料业已步入良性循环,而我国目前尚不具备国际竞争能力。我国当前及今后一个时期内最大的市场在体育用品方面。我国碳纤维及其复合材料业存在的几个问题为:原丝质量差、生产规模小、质量低、价格高、应用基础研究薄弱等
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发表于 2003-10-6 00:13:06 | 显示全部楼层
你用过吗?有没有使用案例介绍一下,我很想了解.
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发表于 2003-10-6 10:48:35 | 显示全部楼层
据我所知,好象我国在建筑和交通上已经用了,大多数还不清楚,只是不敢用,只有一个国家试验中心可以出报告,还没有规范。
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发表于 2003-10-6 10:54:36 | 显示全部楼层
是玻璃钢吗?
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发表于 2003-10-8 15:12:24 | 显示全部楼层
玻璃钢是玻璃纤维,跟碳纤维不同
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发表于 2003-10-9 10:46:49 | 显示全部楼层
用在什么地方,力学性能怎么样,楼主知道吗?有没有实例?
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发表于 2003-10-11 08:44:41 | 显示全部楼层
常见的碳纤维有那些呢?
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发表于 2003-10-14 02:47:26 | 显示全部楼层
好像大多用在结构加固上。
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发表于 2003-10-14 09:19:53 | 显示全部楼层
我认为没有规范规程类的东西,就不能得到广泛的、正确的应用!
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发表于 2003-10-16 11:26:33 | 显示全部楼层
一般用在加固中
有具体的力学参数,大概是钢筋抗拉强度的10倍
如梁底筋不够,就在梁底贴一定厚度一定宽度的碳纤维,按等强度代换
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发表于 2003-10-16 12:45:02 | 显示全部楼层
是的,桥梁加固用的比较多,主要是梁,拱肋等受弯受拉区域,帖上后可防止或减少裂纹扩展,不过也缺点,就是弹性模量不一致,计算不是很方便,容易受温度影响而降低效果.
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发表于 2003-10-17 15:08:37 | 显示全部楼层
主要是对结构加固,特别是梁的加固
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发表于 2003-10-17 15:58:41 | 显示全部楼层
常见的碳纤维有那些呢?
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发表于 2003-10-18 01:55:01 | 显示全部楼层
用在结构加固上。比粘钢施工周期快。
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发表于 2003-10-18 22:21:04 | 显示全部楼层
用于补强加固
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