熱塑性碳纖維可能是未來30年材料行業發展的核心之一,它的機械性能得益更好的保留,同時又具備了熱塑性樹脂的熱重塑特性,可能從根本上改變目前碳纖維制品的加工方式。碳纖維聚醚醚酮(CF/PEEK)復合材料是目前重點的研究對象,如果該型復合材料的技術突破,有望在尖端醫療領域發揮極大的作用,尤其是骨科植入方面帶來新的希望。
 
CF/PEEK復合材料全性能解析
 
    CF/PEEK復合材料全性能解析
 
    CF/PEEK復合材料,是由碳纖維與聚醚醚酮融合而成的復合材料,其中以連續碳纖維增強的品類更為出色。不過連續碳纖維想要被聚醚醚酮樹脂充分浸潤,形成穩定的物理結構,難度很高。目前市場中多以短切碳纖維增強聚醚醚酮復合材料居多,但即便是這樣,該型復合材料的性能已經非常出色,下面我們來對該型復材的性能做一個較為全面的總結。
 
    1、抗拉強度:CF/PEEK復合材料的拉伸強度范圍為400MPa至1200MPa,具體拉伸強度可能受到其他因素的影響,例如缺陷的存在、纖維/基體粘合力以及環境條件等。
 
    2、彈性模量:碳纖維的彈性模量通常為200GPa至700GPa,而PEEK樹脂基體的彈性模量約為3.5GPa至4.5GPa,CF/PEEK復合材料的彈性模量范圍為60GPa至150GPa。
 
    3、密度和重量:CF/PEEK復合材料的密度通常在1.45g/cm3至1.6g/cm3,與鋼或鋁等金屬相比,該型復合材料的輕量化優勢很明顯,對比熱固性碳纖維也略輕一些。
 
    4、耐溫性:CF/PEEK復合材料可以承受高溫和低溫,而不會顯著降低其機械性能,通??梢栽?70°C至250°C的溫度范圍內運行,并且性能損失較小。
 
    5、耐化學性:CF/PEEK復合材料中的PEEK基體對多種化學品具有出色的耐化學性,包括酸、堿、溶劑和燃料。這一特性使得CF/PEEK復合材料適用于需要接觸刺激性化學品的應用,例如化學加工或石油和天然氣行業。
 
CF/PEEK復合材料全性能解析
 
    6、抗疲勞性:CF/PEEK復合材料具有良好的抗疲勞性,使其能夠承受循環載荷和重復應力,而不會顯著降低性能。這一特性使它們適用于耐用性和抗循環載荷至關重要的應用,例如航空航天或汽車部件。
 
    7、導電性:由于碳纖維的導電性質,CF/PEEK復合材料具有一定程度的導電性。不過PEEK樹脂基體本身是絕緣體,這限制了復合材料的整體電導率。CF/PEEK復合材料的電導率通常是各向異性的,這意味著它會根據電流相對于纖維排列的方向而變化。
 
    8、導熱性:與金屬和一些其他材料相比,CF/PEEK復合材料通常具有相對較低的導熱率,它的導熱率通常在0.5W/m·K至5W/m·K之間。
 
    9、生物相容性:CF/PEEK復合材料的生物相容性已被廣泛研究,并在各種生物醫學應用中顯示出前景。CF/PEEK復合材料的生物相容性是指它們與生物系統相互作用而不引起有害影響或不良反應的能力,具體體現在惰性、組織相容性、耐腐蝕性、生物活性等方面。
 
    CF/PEEK復合材料的性能多樣性,決定了它可以在多個不同的行業領域發揮作用,但這一切的前提是復合材料本身的物理結構要足夠穩定。目前全球多個國家和企業,致力于研究出更便捷、可批量化的制備技術,一旦突破技術瓶頸,CF/PEEK復合材料的潛在市場將會遍及到各行各業。
 
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