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碳纖維復合材料在體育器材上的應用實例

    碳纖維復合材料的比強度愈高，構件自重愈?。槐饶Ａ坑?，構件的剛度愈大。因此充分利用碳纖維復合材料的特性，可提升諸多體育項目的成績。

撐竿

       撐竿跳高在一屆奧運會中就被正式吸收為比賽項目，當時的撐竿由山胡桃木制成，結實沉重，缺乏彈性、儲能本領差的特性讓選手的動能大多被浪費，所以跳出的較好成績只有3．3 m。后來竹竿取代木質(zhì)撐竿，其中空質(zhì)輕有利于助跑，彈性有利于能量的轉(zhuǎn)化。20世紀60年代，運動員開始使用尼龍撐竿，不久尼龍撐竿又被玻璃纖維竿所代替。撐竿材料的不斷改革，使世界紀錄被屢屢新刷。如今撐竿發(fā)展到了第四代，玻璃纖維和尼龍已經(jīng)被性能更優(yōu)越的碳纖維復合材料取代，而且可根據(jù)撐竿受力的差異來設計不同部位的材質(zhì)，使整體性能較優(yōu)。較新的碳纖維撐竿可以保證撐竿既柔韌結實又不會斷裂或扭結，它可將運動員持竿快速助跑的動能部分轉(zhuǎn)變成撐竿的彈性變形能，當撐竿被壓彎到較大弧度后，這部分彈性變形能再釋放出來，轉(zhuǎn)變成運動員的勢能，幫助運動員騰空躍起，飛越橫桿。多材料混合車身是發(fā)展趨勢，碳纖維材料優(yōu)勢明顯對于輕量化，通常有兩個方面，一個是新材料的使用，一個是車身結構設計的不斷優(yōu)化。

碳纖維復合材料

碳纖維復合材料作為性能先進的新材料，早在航空、航天等科技行業(yè)開始應用。碳纖維復合材料獲得汽車行業(yè)輕量化的青睞，來源于是由于其突出的物理特性：碳纖維復合材料密度小，比鋁輕 30%，比鋼輕 50%，抗拉強度卻是鋼的 7-9 倍。碳纖維替代鋼鐵結構可實現(xiàn)減重 40%-60%。同時，碳纖維復合材料還易于集成化，可減少零部件數(shù)量。吸收沖擊性能是金屬的 5 倍，可提高碰撞安全性和減振性能。其特殊的模壓和粘結工藝則可代替沖壓和焊接工序。隨著國內(nèi)碳纖維自給能力的提高，預計我國碳纖維的需求也將能得到較好的釋放。但碳纖維昂貴的價格使其應用范圍受到了極大的限制，國內(nèi)T300-T800級別碳纖維成本80-350元/kg不等，遠高于鋁合金，只有降低價格門檻才能擴大碳纖維的應用范圍。按照近年來我國碳纖維需求量年均增速，預測“十三五”期間我國碳纖維需求量將保持 14%左右的年均復合增速。

碳纖維模壓成型步驟

      1、模具的清理。將模具清理干凈，避免灰塵及雜物的殘留。

　　2、涂脫模劑。保證模具干凈光滑后涂上脫模劑，防止產(chǎn)品成型后和模具粘在一起取不出來。

　　3、備料。根據(jù)產(chǎn)品的形狀大小準備好所需的碳纖維預浸料。

      4、疊料。把碳纖維預浸料一層層疊加起來并進行預壓，壓制成形狀規(guī)整、質(zhì)量一定的密實體。

      5、進模。把疊好的原料放入模具中，合模，設置好壓力、時間、溫度后在高溫下壓制。

 　 6、冷卻、脫模。熱壓結束后先冷卻一段時間，然后打開模具取出產(chǎn)品。

     7、后處理。從模具中取出的產(chǎn)品比較粗糙，還要經(jīng)過切邊、打磨、噴漆等一系列后處理工序。