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碳纤维复合材料用于体育器材的优势

高比强度和高比模量

碳纤维复合材料的比强度(单位质量的强度)和比模量(单位质量的模量)分别是杉木的4倍和3倍、梧桐木的3.4倍和4.4倍、钢材的7~1 2倍和3—5倍。突出的比强度、比模量,使其可用来制造轻而强和刚而坚的各种制品,碳纤维模压机械生产线,特别适合于制作体育器材。

疲劳强度大

碳纤维结构稳定,在其制成复合材料经过百万次循环应力疲劳试验后,其强度保留率仍可达60%,而钢材为40%,铝材为30%。耐疲劳强度高,使得体育器材的使用寿命更长。

热膨胀系数小

碳纤维的热膨胀系数在室温时几乎为负值,当温度为200~400℃时,其热膨胀系数为零;当温度低于1 000℃时,其线膨胀系数为1.5×10曲K。


碳纤维复合材料在体育器材上的应用实例

碳纤维复合材料的比强度愈高,构件自重愈小;比模量愈高,构件的刚度愈大。因此充分利用碳纤维复合材料的特性,可提升诸多体育项目的成绩。

撑竿

撑竿跳高在一届奥运会中就被正式吸收为比赛项目,当时的撑竿由山胡桃木制成,结实沉重,缺乏弹性、储能本领差的特性让选手的动能大多被浪费,所以跳出的较好成绩只有3.3 m。后来竹竿取代木质撑竿,其中空质轻有利于助跑,弹性有利于能量的转化。20世纪60年代,运动员开始使用尼龙撑竿,不久尼龙撑竿又被玻璃纤维竿所代替。撑竿材料的不断改革,使世界纪录被屡屡新刷。如今撑竿发展到了第四代,玻璃纤维和尼龙已经被性能更优越的碳纤维复合材料取代,而且可根据撑竿受力的差异来设计不同部位的材质,使整体性能较优。较新的碳纤维撑竿可以保证撑竿既柔韧结实又不会断裂或扭结,它可将运动员持竿快速助跑的动能部分转变成撑竿的弹性变形能,碳纤维模压设备价格,当撑竿被压弯到较大弧度后,这部分弹性变形能再释放出来,转变成运动员的势能,帮助运动员腾空跃起,飞越横杆。


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,碳纤维模压,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*。从某种意义来说,碳纤维模压设备生产线,现代竞技运动是一项向人类体能*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。


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