碳纤维管应用于体育休闲领域
碳纤维管在体育休闲领域早应用于高尔夫球杆和钓鱼竿,这也是早推动碳纤维发展的消费渠道之一。 早在十几年前,碳纤维应用于高尔夫球杆上的消耗量就占全世界的十分之一, 而近年来,网球拍、羽羽球拍、冰球杆、自行车、运动护具等体育用品也越来越多的使用到碳纤维材料。碳纤维管制成的高尔夫球杆净重仅为50g左右,而同样规格的钢制杆身重量高达120g以上。碳纤维管在减轻重的同时,让球杆获得更好的弹性与韧性,并且在运动中震感更小和平衡感更好 ,带给使用者的舒适程度更高。又如碳纤维管制作的自行车,外形美观具有现代科技感,尤其是其重量轻、承重能力好等特点,适合驴外运动,深受户外骑行者的喜爱。
这类用品中的碳纤维管能有效优化使用者的体验度,更轻质量的材质可以减少使用者的体力消耗,增加运动过程的愉悦性。更强的材质还能减少器材弯曲变形的可能性,延长器材的使用寿命。碳纤维在体育休闲领域的应用技术相对成熟,因此碳纤维在该领域的需求量呈稳定增长的趋势。
复合材料以碳纤维增强的树脂基复合材料为数量上的主体。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的密度仅为钢的1/4、铝合金的1/2，但强度却比钢高4倍、比铝高6~7倍。航天的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤，因此，碳纤维复合材料的这种低密度、高强度的优异性能，使其在航天航空等高科技领域占有重要地位。
不仅如此，碳纤维复合材料还因其比强度、比模量高的特点，越来越应用到体育用品行业。传统的体育用品大多采用木材及其复合材料制品。但是，碳纤维增强复合材料的力学性能比木材高得多，它的比强度和比模量分别是杉木的4倍和3倍，是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此，它在体育用品方面得到了广泛的应用，其用量几乎占全世界碳纤维总消耗量的40%左右。
1、网球拍
复合材料制成的网球拍,轻而坚，刚性大，应变小，可降低球与球拍接触时的偏离度;同时，碳纤维复合材料的阻尼性好，可延长肠线与球的接触时间，使网球获得较大的加速度。例如，木制球拍的接触时间为4.33毫秒，钢制品为4.09毫秒，碳纤维复合材料为4.66毫秒，相对应的球的初速度则分别为149.6千米/时、138千米/时和157.4千米/时。这种网球拍已有商品供应市场销售。
2、羽毛球拍
碳纤维增强复合材料刚成的羽毛球拍其特点是重量轻、刚性大、避免了木制品因其刚性不足而造成的断把现象，同时它还具有与上述网球拍一样的优点。
PAN基碳纤维具有高比强度、高比模量,它的耐高温、耐腐蚀性能良好,导电导热性好,是国际技术领域不可缺少的原料,被广泛应用于航空航天、军事、体育用品、等领域。 目前国际碳纤维已经发展到了T1000级别,由于技术垄断限制,我国T800碳纤维还尚处于实验室研制阶段。
我们就拿日本东丽公司生产的PAN基碳纤维为例,牌号为T300-3K、M40J-6K ，-般可简称为T300和M40J。经过科学的仪器检测, M40J的强度和模量比T300高约25%和60%。而断裂应变比T300低20% ,密度稍高于T300。M40J碳纤维的含碳量比T300的高,而含氮量低于T300碳纤维，
它的表面活性基团比T300碳纤维低,且有大量的长而浅的沟槽,而T300碳纤维虽然也有大量沟槽,但是相对来说短而深。
通过电子显微镜我们可以发现,两种碳纤维的断面形状都较规整,晶粒细密均匀,无裂纹、孔洞, T300近圆,而M40J部分呈现出形, T300有明显的皮芯结构,而M40J径向结构比较均匀,皮芯结构不明显,这是M40J此T300力学性能高的原因之一。
M40J和T300碳纤维的表面官能团主要为羟基、羰基 ,但是这两种碳纤维表面成分也有差异,它们的活性碳原子比例分别是0.540和0.204。M40J的表面活性比T300低,这是影响碳纤维复合材料宏观性能的原因之一。
从化学成分来看, M40J碳纤维含碳量在99.12% , T300的含碳量在93.68%左右,前者含氮量在0.074% ,后者含氮量约5.964%。此外都含有少的氢和氧。可以推断出M40J的终热处理温度比较高,大于2000°C ,微观结构比较稳定,有利于碳/碳材料复合过程中纤维强度的保持率和利用率。
以上信息由专业从事来图加工匹克球球拍的星河运动于2024/5/10 6:07:01发布
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