碳纤维复合材料的轻量化特性

 

    碳纤维本身是纤维丝束，应用时多采用编织布和树脂复合的形态来制作成碳纤维制品，所以我们主要了解碳纤维复合材料的质量概念。

    碳纤维丝的密度区间为1.5~2.0g/cm^3，相对于大部分金属材料要小很多，即便很轻的铝也要比碳纤维高出一倍。碳纤维多使用的树脂基体，大部分树脂的密度比碳纤维丝还要低，所以碳纤维复合材料重量相对于金属材料有着明显的优势。相比我们常见的钢材料，碳纤维复合材料相比要轻四倍以上。

    重量轻仅仅是碳纤维复合材料的特点之一，塑料材质也能达到相似的重量优势。碳纤维复合材料另一大特点是强度高，在应用领域中多作为金属材料的升级替代材料。

    常用的T300碳纤维，单拉伸强度一项就要比生活中常用的钢材高四倍，这是目前同等重量下的其他材料难以达到的。在航空航天、汽车轻量化、体育用品减重等领域都依靠碳纤维复合材料来实现。

    以挪恩复材为某机械臂厂商定制的碳纤维机械臂为例，该碳纤维复合材料机械臂总长930mm，宽150mm，壁厚5mm，整只机械臂的总重量仅有3.5kg，相较同尺寸的碳纤维机械臂和铝合金机械臂，碳纤维机械臂总重量减轻了约40%。

    随着生活品质和工艺水平的提升，碳纤维复合材料这种优质材料会在更多领域得到应用。高档美观重量轻，强度又高的碳纤维将覆盖生产生活的方方面面。