碳纖維有多硬?
碳纖維是壹種超硬材料,硬度比普通鋼高10倍,僅次於金剛石。
碳纖維是由含碳量極高的有機聚合物纖維沿纖維束方向堆積而成。但目前公認的高硬度和超強抗剪切性,並不完全是材料特性帶來的。決定性因素之壹是臨界間隙。當纖維間的堆素,那就是臨界空隙。
纖維與纖維之間的堆砌在低於某個臨界值時,之間的纖維孔隙指數會決定纖維的硬度,抗剪切力和抗拉伸力。引起材料力學性能下降的臨界孔隙率是1%-4%。
孔隙體積含量在0-4%範圍內時,孔隙體積含量每增加1%,層間剪切強度大約降低7%。並且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,並顯著降低了層合板中層間界面的面積。當材料受力時,易沿層間破壞,這也是層間剪切強度對孔隙相對敏感的原因。