碳纤维管强度怎么样？比钢材更坚实

碳纤维管强度怎么样？比钢材更坚实

碳纤维常用的加工方式是制成棒材、管材、板材和异形件，不同的外观下的强度可能存在较大差异，这个碳纤维原料的质地及加工工艺有关。拿碳纤维管来说，它的强度到底怎么样？是不是比钢材更坚实？先来看一些数据。

碳纤维、碳纤维管和钢材的抗拉强度对比

1、碳纤维的抗拉强度为3000MPa；

2、与树脂基质复合后制成的碳纤维管的抗拉强度约为1500MPa；

3、钢材的抗拉强度只有300-600MPa；

4、钢管（如Q235）的抗拉强度只有370MPa-500MP。

这么横向对比完数据，大家就能明白，看似柔软的碳纤维竟然有如此高强的抗拉强度，钢材看似坚硬，其实抗拉强度相差甚远。

碳纤维管超高强度的原理是什么？

这个就要从碳纤维自身和碳纤维复合材料的生成说起了。

首先目前普遍认为是由于碳原子排列很整齐所致。而且，纤维越细其相对强度也越大，这是因为细纤维上的缺陷少。增大层状结构的面积。并把它们像层层地叠加起来，可以提高纤维的硬度模数。硬度模数高的纤维就像非常硬的弹性，当加上很大载荷时，它的伸长量也很小。

碳纤维复合材料，其实就是碳纤维按照一定方向排布，然后利用树脂粘合在一起，形成一个整体。碳纤维复合材料中，碳纤维越密，单位体积内的碳纤维就越多，沿碳纤维方向的强度就越高。

碳纤维管的形成实则利用碳纤维预浸带多次多方向铺层叠加，再利用模具制成管状，通过高温成型而成。预浸带材质、铺层数量和工艺、高温成型加工这些都是影响碳纤维管强度的因素。

碳纤维管除了强度高，还有哪些优势？

1、自重轻：通过测量，碳纤维管的密度通常只有1.6g/cm3，而钢管的密度为7.8g/cm3，密度是重量的核心要素，碳纤维管相比钢管，甚至可以轻80%左右，是航空航天、轨道交通等领域梦寐以求的轻量化素材。

2、抗疲劳：实验数据显示钢管的疲劳强度是自身拉伸强度的30%-50%，而碳纤维管可以达到70%-80%，疲劳强度对应的就是使用寿命，使用年限越长，对应成本也就越低。

碳纤维管的优势突出，缺点也明显，除了生产成本高以外，它的硬度较低，高温成型后比较脆，因此在进行二次加工，如打孔、切割时，需要特别小心，建议企业选择经验丰富的厂家或技术人员来操作。
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