碳纤维复合材料
碳纤维是含碳量很高的无机高分子纤维材料,它“外柔内刚”,质量比金属铝轻,而强度却高于钢铁。它有四种产品形式:纤维,布料,预浸料坯和切短纤维。布料指的是由碳纤维制成的织品;预浸料坯是将碳纤维按照一个方向一致排列,并将碳纤维或布料经树脂浸渍使其转化成片状;切短纤维指的是短丝。按照不同的配比,这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维增强复合材料(CFRP)。当前,用来制造体育运动器材的新材料主要是复合材料,而碳纤维复合材料又是其中的佼佼者。从某种意义来说,现代竞技运动是一项向人类体能极限挑战的运动,任何项目世界纪录微小的提高往往需要和依赖科技的推动。利用新材料提升比赛器材的性能,从而提高运动成绩的案例屡见不鲜。毫无疑问,让汽车飞起来,也只有大量使用碳纤维,极大的使车身减重,才能具备飞离地面的条件。
碳纤维复合材料用于体育器材的优势
破损安全性能好
在碳纤维复合材料中,由于基体的作用,在沿纤维方向受拉时,各纤维的应变基本相同。已断裂的纤维由于基体传递应力的结果,除断口处不发挥作用外,其余绝大部分纤维依旧发挥作用。个别纤维的断裂不会引起连锁反应和灾难性的急剧***,因而破损安全性能很好。将模具放置于加热上按下”加压起动'键操作,如有紧急情况可按'退压停止”键。
阻尼性能好
碳纤维复合材料的聚合物基体具有黏弹性,在基体中和界面上有微裂纹和脱黏的地方还存在着摩擦力,在振动过程中,黏弹性和摩擦力使一部分动能转换为热能。因此,其阻尼比钢和铝合金大,若采用特定措施还可以使阻尼增大。
碳纤维复合材料在体育器材上的应用实例
高尔夫球杆
20世纪30年代的钢杆是美国标准高尔夫球杆,1972年美国首先采用碳纤维复合材料制成球杆,到1998年碳纤维高尔夫球杆数量大幅度超过钢杆。高尔夫球杆由握把、杆身、杆头组成,用碳纤维复合材料制成的高尔夫球杆可减轻重量约10%~40%。根据动量守恒定理,当高尔夫球杆的总重量一定时,头重杆轻便于提高挥杆速度,可使球获得较大的初速度。除了航空航天等传统的碳纤维应用领域,一般工业领域对低成本碳纤维的需求越来越多,其中市场潜力较大的是汽车、能源等领域。此外,碳纤维复合材料具有高阻尼特性,可使击球时间延长,球被击得更远。
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