超級碳纖維在體育用品行業(yè)的改變 |
發(fā)布時間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
你信賴一座自重482克的橋能承受5噸重的卡車嗎?你體驗過碳纖維羽毛球拍的輕盈嗎?你可以想象出一個堅不可摧的碳纖維自行車,重量不超過5公斤嗎?事實上,這些高性能復(fù)合材料成品正在改變我們的生活。
高性能復(fù)合材料以碳纖維加強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料為數(shù)量上的主體。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)秀的新材料,它的密度僅為鋼的1/4、鋁合金的1/2,但強(qiáng)度卻比鋼高4倍、比鋁高6~7倍。航天遨游飛翔器的重量每削減1公斤,就可使運載火箭減輕500公斤,因此,高性能碳纖維復(fù)合材料的這種低密度、高強(qiáng)度的優(yōu)秀性能,使其在航天航空等高科技領(lǐng)域占據(jù)緊張地位。
不僅如此,碳纖維復(fù)合材料還因其比強(qiáng)度、比模量高的特點,越來越應(yīng)用到體育用品行業(yè)。傳統(tǒng)的體育用品大多采用木材及其復(fù)合材料成品。但是,碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能比木材高得多,它的比強(qiáng)度和比模量分別是杉木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此,它在體育用品方面得到了廣泛的應(yīng)用,其用量幾乎占全世界碳纖維總消費量的40%左右。
在體裁用品方面,碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料重要用在以下幾個方面:
1、高爾夫球棒 用碳纖維復(fù)合材料制成的高爾夫球棒、可減輕重量約10一40%。根據(jù)動量守恒定律,可使球獲得較大的初速度。另一方面,碳纖維復(fù)合材料具有高的阻尼特征,可使擊球時間延伸, 球被擊得更遠(yuǎn)。
2、釣魚竿
碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料制成的釣魚竿比GFRP成品或竹竿都要輕得多,使其在撒竿時消費能量少,而且撤竿距比后者遠(yuǎn)20%左右。碳纖維復(fù)合材料所制的釣魚竿長而好,剛性大,釣魚竿在彎曲之后能敏捷復(fù)原,使其傳遞誘餌的感覺較為靈敏。如今已有商品販賣,用碳纖維加強(qiáng)塑料還可以制成漁具的卷鈾,其重量不超過140克,但它的委靡強(qiáng)度高,耐摩擦,因而使用壽命長。
3、網(wǎng)球拍
復(fù)合材料制成的網(wǎng)球拍,輕而堅,剛性大,應(yīng)變小,可降低球與球拍接觸時的偏離度;同時,碳纖維復(fù)合材料的阻尼性好,可延伸腸線與球的接觸時間,使網(wǎng)球獲得較大的加速度。例如,木制球拍的接觸時間為4.33毫秒,鋼成品為4.09毫秒,碳纖維復(fù)合材料為4.66毫秒,相對應(yīng)的球的初速度則分別為149.6千米/時、138千米/時和157.4千米/時。這種網(wǎng)球拍已有商品供給市場販賣。
4、羽毛球拍
碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料剛成的羽毛球拍其特點是重量輕、剛性大、避免了木成品因其剛性不足而造成的斷把征象,同時它還具有與上述網(wǎng)球拍一樣的好處。
5、賽車
用石墨纖維長絲制成的管材可用來制造比賽車或通用自行車的車架,其特點是重量輕,比鋼制架可減重50%左右,使自行車的總重量減輕15%。
6、滑雪板
用碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料制造的滑雪板,其特點是剛性大,耐摩擦,在轉(zhuǎn)彎、斜坡和越野賽中腳底用力較小。用CFRF制造的滑雪杖在活動界也享有盛名。其特點是剛性大,重量輕,一樣平常在150克左右。
7、其他用途 除以上用途外,碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料在體育用品方面還可以制造動力雪撬用的彈簧板、洋弓、箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、賽艇槳、帆船桅桿、摩托車零件、登山用品以及滑翔機(jī)、人力飛機(jī)等。 |
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