碳纤维复合材料在体育器材中具备哪些优势？
来源：百度app时间：2019-10-21点击量：311
碳纤维的质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，它有四种产品形式：纤维、不了、预浸料以及切短纤维。其中布料指的是由碳纤维制成的织品；预浸料坯是将碳纤维按照一个方向一致排列，并将碳纤维或布料经树脂浸渍使其转化成片状；切短纤维指的是短丝。按照不同的配比，这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维增强复合材料。
当前，用来制造体育运动器材的新材料主要是复合材料，而碳纤维复合材料又是其中的佼佼者。从某种意义来说，现代竞技运动是一项向人类体能极限挑战的运动，任何项目世界纪录微小的提高往往需要和依赖科技的推动。
挪恩复合材料有限公司专注碳纤维领域，为客户提供碳纤维复合材料的研发以及定制加工服务，产品涉及军工、医疗、汽车等多个领域，更是国内为数不多在热塑性碳纤维复合材料方面拥有一定研究成果的民营企业。据挪恩复材介绍，碳纤维的应用领域十分广泛，由于其材质特性，当碳纤维复合材料应用于体育器械中，相较传统材质的体育器械，具备非常明显的优势。
高比模量和高比模量
碳纤维复合材料的比模量和比模量分别是钢材的3—5倍和7—12倍、杉木的3倍和4倍。突出的比模量和比强度，使其可以用来制造轻而强和刚而坚的各种制品，在民用品方面，尤其适合制造各类体育用品，现阶段很多专业体育器械都选择采用碳纤维复合材料。
质量轻
像撑竿、高尔夫球杆、网球拍、自行车、滑雪板、皮划艇等靠人力来使其运动的体育器械，人们希望其质量越轻越好； 即使是靠人力以外的其他动力来使其运动的器材，如赛车、帆船、摩托艇等，在相同的条件下也以质轻为好。
碳纤维复合材料在此方面具有不可比拟的优势，其密度为1.76～1.80g/cm3，所制复合材料密度为1.50～1.60g/cm3，而钢材约为7.87g/cm3、铝材2.7g/cm3、钛材4.5g/cm3。显然碳纤维复合材料要比金属材料轻得多得多。
破损安全性能好
在碳纤维复合材料中，由于基体的作用，在沿纤维方向受拉时，各纤维的应变基本相同。已断裂的纤维由于基体传递应力的结果，除断口处不发挥作用外，其余绝大部分纤维依旧发挥作用。个别纤维的断裂不会引起连锁反应和灾难性的急剧破坏，因而破损安全性能很好。
设计自由度大
复合材料成型技术的发展使得设计自由度大大提高。纤维复合材料的一个显著特点是各向异性，通过改变纤维的铺叠方向和方式，局部增强或增强某一方向的受力状况； 可根据选手的年龄、性别、技艺水平、体力强弱等不同情况加以设计，最大限度地发挥体育器械的使用效果，这是一般各向同性的金属材料难以实现的。
热膨胀系数小
碳纤维的热膨胀系数在室温状态下几乎为负值，当温度为200摄氏度至400摄氏度时，其热膨胀系数为零；当温度低于1000摄氏度时，其线膨胀系数为1.5*10^（-6）K^（-1）
阻尼性能好
碳纤维复合材料的聚合物基体具有黏弹性，在基体中和界面上有微裂纹和脱黏的地方还存在着摩擦力，在振动过程中，黏弹性和摩擦力使一部分动能转换为热能。因此，其阻尼比钢和铝合金大，若采用特定措施还可以使阻尼增大。
疲劳强度大
碳纤维材料结构稳定，在其制成复合材料经过百万次玄幻应力疲劳试验后，其强度保留率仍可达到60%，而传统金属钢材则只达40%，铝材为30%。耐疲劳强度高，会使器械的使用寿命更长。
据挪恩复材的刘工介绍，碳纤维俨然成为世界各国的研究重点之一，在航空航天、军工等高精尖领域都有碳纤维的身影。国内也正在积极发展有关碳纤维复合材料的相关技术，打破技术限制，挪恩复材也成立了自己的研发团队，立志为大家提供优质的碳纤维产品，利用科学技术造福每一个人。