CFRP是什麼意思,CFRP的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
abbr. 碳纖維複合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics)
例句
CFRP, after all, is 50 times as expensive as steel.
畢竟,碳纖維增強塑料比鋼貴50倍。
Finally worked over the Glue formula and its properties for the CFRP Plate.
最後研究了碳纖維複合闆材配套用膠的配方及性能。
In this paper, the factors affecting the properties of CFRP discussed in detail.
本文對影響碳纖維複合材料性能的有關因素作了探讨。
Company engineers have set a goal of a tenfold reduction in production costs for CFRP.
公司的工程師們設定目标決定用碳纖維增強塑料,這樣成本就減少為原來的十分之一。
CFRP is a dull black material which has a chemical structure similar to that of diamonds.
碳纖維增強塑料是種暗黑色材料,化學結構與磚石相似。
專業解析
CFRP是碳纖維增強聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer)的縮寫,有時也稱為碳纖維增強塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)。它是一種高性能複合材料,由兩種主要組分構成:
-
增強體:碳纖維
- 由極細的碳原子絲束組成,直徑通常在5-10微米。這些纖維具有極高的拉伸強度(通常在2000-7000 MPa範圍内)和剛度(彈性模量通常在200-600 GPa範圍内),同時密度非常低(約1.75-2.0 g/cm³),因此具有極高的比強度(強度/密度)和比模量(模量/密度)。
- 碳纖維本身很脆,但将其作為增強體嵌入基體材料中,可以充分發揮其優異的力學性能。
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基體:聚合物(通常是熱固性樹脂)
- 常見的基體材料包括環氧樹脂(Epoxy)、聚酯樹脂(Polyester)、乙烯基酯樹脂(Vinyl Ester)等,其中環氧樹脂因其優異的力學性能、粘接性和耐環境性而被最廣泛使用。
- 基體的作用是将碳纖維粘合在一起,保護纖維免受環境(如濕氣、化學品)和機械損傷(如磨損、沖擊),并将載荷均勻地傳遞和分配到纖維上。基體也決定了材料的耐熱性、耐化學性等特性。
核心特性與優勢:
- 極高的強度重量比和剛度重量比: 這是CFRP最突出的優點。它比鋼和鋁等傳統金屬材料輕得多,卻能提供同等甚至更高的強度和剛度。這對于需要減重以提高效率或性能的應用至關重要,如航空航天和汽車領域。
- 優異的疲勞性能: CFRP對循環載荷(疲勞)的抵抗力通常優于金屬材料,使其在承受反複應力的部件(如飛機機翼、風力渦輪機葉片)中具有優勢。
- 良好的耐腐蝕性: 聚合物基體提供了對多種化學品、溶劑和大氣腐蝕的良好屏障,使其在惡劣環境(如化工、海洋)中比金屬更耐用。
- 低熱膨脹系數: CFRP的熱膨脹系數通常很低,甚至可以是負值(取決于纖維鋪層方向),這使其在需要尺寸穩定性的精密結構(如衛星部件、光學平台)中很有價值。
- 可設計性強: 通過改變碳纖維的類型(如高強度、高模量)、含量、鋪層方向(單向布、織物、多軸向布)和鋪層順序,可以精确地“裁剪”材料的力學性能(強度、剛度)以滿足特定方向和載荷的需求。
- X射線透過性: 碳纖維對X射線是透明的,使其在醫療成像設備(如CT掃描儀床闆)中非常有用。
主要應用領域:
- 航空航天: 飛機機身、機翼、尾翼、發動機艙、直升機旋翼槳葉、衛星結構等(減重是核心需求)。
- 汽車工業: 高性能跑車和賽車的車身面闆、底盤部件、傳動軸、刹車盤(減重以提高速度和燃油效率)。
- 風力發電: 大型風力渦輪機葉片(需要輕質、高強、高剛度和抗疲勞)。
- 體育器材: 高爾夫球杆、網球拍、自行車架、釣魚竿、賽艇、頭盔等(追求輕量化和高性能)。
- 醫療設備: 假肢、矯形器、手術台部件、X光檢查床闆(利用其強度、輕量化和X光透過性)。
- 工業設備: 機器人手臂、紡織機械部件、壓力容器、精密儀器結構件(利用其剛度、輕量化和低熱膨脹)。
- 土木工程: 橋梁加固補強、建築結構加固(利用其高強度和耐腐蝕性)。
局限性:
- 成本高: 原材料(尤其是高性能碳纖維)和制造工藝(如預浸料、熱壓罐固化)的成本通常遠高于傳統金屬材料。
- 沖擊損傷敏感性: 雖然強度高,但受到沖擊時(如工具掉落、鳥撞)可能産生内部損傷(分層、纖維斷裂),這些損傷可能不易從表面察覺,但會顯著降低剩餘強度。
- 導電性: 碳纖維是良導體。在某些應用中(如飛機),需要特别考慮防雷擊和電磁屏蔽問題。
- 各向異性: 性能依賴于纖維方向,在垂直于纖維方向上的強度和剛度通常較低。
- 回收困難: 熱固性樹脂基體難以熔化重塑,使得CFRP的回收再利用比金屬更複雜、成本更高。
CFRP是一種以碳纖維為增強體、聚合物(特别是熱固性樹脂)為基體的先進複合材料。其核心價值在于卓越的比強度、比剛度和可設計性,使其成為航空航天、高性能汽車、風電、體育器材等衆多高端領域實現輕量化和性能提升的關鍵材料。盡管存在成本高、沖擊損傷敏感等挑戰,但其獨特的性能組合使其在現代工程材料中占據不可替代的地位。
參見: 材料科學教科書(如Callister的《材料科學與工程導論》)、複合材料專業期刊(如《Composites Science and Technology》、《Composites Part A: Applied Science and Manufacturing》)、航空航天材料标準(如SAE, ASTM相關标準)、碳纖維及複合材料制造商技術白皮書(如Toray, Hexcel, SGL Carbon官網)。
網絡擴展資料
CFRP是碳纖維增強複合材料的英文縮寫,全稱為Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics。以下是關于該材料的詳細解釋:
1.基本定義
CFRP是由碳纖維作為增強體,與聚合物基體(如環氧樹脂、聚酯等)結合形成的複合材料。其名稱中的“P”既可指“聚合物”(Polymer),也可指“塑料”(Plastics),兩者在工業中常通用。
2.組成與特性
- 組成:碳纖維(高強度、高模量的纖維)嵌入樹脂基體中,形成輕質高強的結構。
- 核心特性:
- 輕質高強:密度僅為鋼材的1/4~1/5,但強度接近甚至超過鋼材;
- 耐腐蝕、抗疲勞;
- 耐高溫、抗輻射(適用于極端環境)。
3.主要應用領域
CFRP憑借其性能優勢,廣泛應用于:
- 航空航天:
- 導彈整流罩、衛星承力筒、飛機機身及發動機部件(如葉片、外殼);
- 可減輕重量、提高燃油效率,例如飛機結構件減重30%~50%。
- 交通與能源:
- 汽車輕量化、風電葉片、壓力容器;
- 軌道交通車輛和電動汽車的結構件。
- 其他領域:醫療設備、體育器材、公共基礎設施等。
4.與其他複合材料的區别
- GFRP(玻璃纖維增強塑料):強度較低,但成本更低;
- AFRP(芳綸纖維增強塑料):抗沖擊性更優,但耐高溫性較差。
補充說明
CFRP的廣泛應用也帶來回收挑戰,需通過技術升級實現可持續發展。如需進一步了解具體工藝或案例,可參考來源中的權威網頁(如、2、3)。
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