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軍用集裝箱在碳纖維復合材料中起到什么作用
2021-11-24

  隨著軍品在運輸過程中對外包裝的要求越來越高,傳統的木箱、金屬箱、注塑箱存在質量高、裝卸不方便、性能差等諸多因素,已不能滿足現有要求。由于碳纖維復合材料的各種優勢,軍用集裝箱也開始在軍事案例中擴展。

  一、輕量化

  碳纖維的密度范圍為1.5~2.0 g/cm 3,遠小于大多數金屬材料,即使是輕質鋁也是碳纖維的兩倍。多采用碳纖維的樹脂基體,且大部分樹脂的密度低于碳纖維長絲,因此碳纖維復合材料的重量較金屬材料有優勢。與我們常見的鋼鐵材料相比,碳纖維復合材料輕了四倍多。

  碳纖維復合材料在軍用集裝箱制造中的應用,可以大大降低其整體質量,在長距離、難裝卸的軍事運輸中起到非常積極的作用。但重量輕只是碳纖維復合材料的特點之一,和塑料材料可以達到類似的重量優勢。碳纖維復合材料的另一個主要特點是強度和剛度高,在應用領域經常被用作金屬材料的升級替代品。

  二,高強度和高剛性

  碳纖維復合材料的拉伸強度一般在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,拉伸彈性模量為23000~43000Mpa,也高于鋼。因此,CFRP的比強度,即材料強度與其密度的比值,可以達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度只有59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也高于鋼。

  三,良好的耐腐蝕性

  碳纖維是一種電化學活性較低的非金屬材料,其在某些酸堿鹽中的彈性模量、強度等優良性能基本不變。因此,碳纖維作為一種增強材料,在耐腐蝕性上有足夠的保證。碳纖維軍用集裝箱的耐腐蝕性能有多種。比如在自然環境中,耐曬耐輻射稱為耐候性,還有一些高濕度的環境,比如淋雨,可以稱為耐水性,當然還有耐化學介質的腐蝕。

  四,電磁屏蔽性能好

  碳纖維的體積電阻率一般在(0.8—1.8)×10-3ω·cm之間,電導率隨熱處理溫度的升高而增加。因此,碳纖維在高溫石墨化后,可以成為電磁波的優良反射材料。

  碳纖維表面改性可以提高碳纖維的電磁屏蔽性能。方法主要包括表面活化、表面沉積、表面金屬化和斷面異形。通過活化連續碳纖維表面,可以增加碳纖維樹脂基復合材料的多次反射,從而提高碳纖維復合材料的屏蔽效能。

  五.抗沖擊性好,使用壽命長

  將相同尺寸的碳纖維、鋁合金、尼龍PA11和PP塑料運輸箱樣品置于標準大氣壓環境中,進行脈沖寬度為11毫秒、加速度為150米/秒2的沖擊試驗,三個軸各三次,在相同高度進行跌落試驗。經過沖擊振動試驗和跌落試驗,碳纖維和PP塑料盒保存完好,在常規性能試驗中保持了原有強度,而鋁合金盒明顯變形,尼龍PA11盒開裂,強度僅為試驗前的50%左右。








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