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  • 甘肅郝氏炭纖維是一家專門從事碳布,硬質復合炭氈,炭纖維布,炭纖維復合氈的民營高新技術企業。
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    碳纖維布不同編織方式特點解碼(平紋、斜紋、緞紋)
    來源:www.thaliasoap.com 發布時間:2019/10/24 16:17:38
    區別不在外觀,碳纖維布不同編織方式特點解碼(平紋、斜紋、緞紋) 

    在認識碳纖維增強塑料復合材料制品時,很多人看到具有碳纖維紋路的制品第一感覺就是酷,具有時尚科技感。所以出現很多追求碳纖維紋路外觀的制品,在淘寶網搜碳纖維出現最多的便是碳纖維貼紙,這是一種印有碳纖維紋路的貼紙,跟碳纖維八竿子打不著的關系。但是拿碳纖維紋路當做裝飾品,未免大材小用。今天我們就來探討不同碳纖維紋路來做碳纖維復合材料制品有什么不一樣。
    碳纖維在復合材料中起到承載載荷的作用,外界作用于CFRP復合材料上的力都會經塑料傳遞給碳纖維,所以對CFRP復合材料的破壞首先要破壞碳纖維。那么對碳纖維的破壞基本可分兩種,一種是平行于碳纖維方向的拉伸力,這個力會將碳纖維拉斷,所以要求碳纖維具備較高的拉伸強度;另一種是剪切力,這個力垂直于碳纖維方向,要求碳纖維具備較高的抗剪切強度??上г谒刑祭w維供應商產品性能參數一欄里都沒有出現碳纖維剪切強度的表述。這是因為首先碳纖維剪切強度很小,另一方面碳纖維本身屬于一維材料,在直徑尺度很小,對碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。
    有了這個概念,那么進行復合材料制品設計過程中,盡可能了解制品的受力情況,然后對制品的纖維排布方向進行針對性的優化,盡可能的使作用于碳纖維復合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力,因為拉伸強度高是碳纖維的最大優勢,以己之長攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復合材料制品和預浸料的原料,也是進行纖維排布方向優化的基礎。那么對不同碳纖維布編制方向的了解將會有助于碳纖維復合材料制品的設計。
    平紋編織布,平紋編織的特點是經紗和緯紗以一上一下的規律交織。也就是經緯紗每隔一根紗就交錯一次(如圖1、2),所以交織點最多,使織物堅牢、耐磨、硬挺、平整,但彈性較小,光澤一般,平紋織物密度不可能太高,較為輕薄,耐磨性較好,透氣性較好,布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態,纖維彎曲點比較多,在受拉伸過程中伸長率較高。同時由于相鄰兩根經紗和相鄰兩根緯紗交織點位置由于纖維束的滑動出現眼孔。平紋編織的變種形式也很多,比如12K經紗與1K緯紗混合編織。由于經線和緯線方向上纖維束的反射光不同,因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀,類似于國際象棋的棋盤。
    斜紋編織布,斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路(如圖3、4),這個紋路方向上并不存在纖維束,而是由于纖維束經緯向編織過程,經向或緯向纖維束跳過兩束緯向或經向纖維進行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小,纖維束浮長增大,同時相鄰兩個纖維束錯開一個編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點。這種斜紋外觀具有很強的立體感,用來做汽車改裝制品,比如面板、引擎蓋、排氣筒等。
    緞紋編織布,緞紋編織具備單獨的、互不連續的經交織點(或緯交織點)在組織循環中有規律的均勻分布如圖(5、6),這樣的編織形式稱為緞紋。它的特點是經線(或緯線)浮線較長,交織點較少,它們雖形成斜線,但不是連續的,相互間隔距離有規律而均勻,此纖維布結構形式稱為緞紋組織。緞紋纖維布經紗和緯紗至少隔三根才交織一次,因此這種編織結構使織物密度更高,因而纖維布更加厚實。這種緞紋纖維布表面平滑勻整,質地柔軟,富有光澤或稍呈紋路。這類纖維布強度低于平紋和斜紋。
    這三種編織形態由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強度有差異,而且表征碳纖維編織布強度會有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等,這些也是隨著編織方式的不同各有差異??傮w來說在碳纖維束排布方向上的拉伸強度與纖維強度和纖維摩擦力相關。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態關系較大了,一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力,平行方向的力要求纖維強度高,垂直方向上的力則與編織形態對纖維束的阻力有關了。東華大學紡織學院在研究編織結構對織物強度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過單獨研究編制結構對復合材料的影響有一些片面,需要綜合基體材料及制品受力情況來考量。
    本文說論述碳纖維布的概念屬于狹義范疇,碳纖維布有編織類的,就像我們今天將的平紋、斜紋、緞紋編織;針刺類的,像針刺薄氈和無紡布;還有一種無緯布,就是整個纖維布的纖維排布在一個方向上,這在預浸料中很常見,靠網胎和樹脂保持布狀形態。碳纖維布是我們設計復合材料的基礎,根據受力情況優化某一方向上纖維束的排布方向是關鍵,可設計性是復合材料得以存在的優勢,國內復合材料制品企業在這一方面的研究應該更深。

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