在復合材料不斷的應用下,發現了其高性能優勢凸顯的地方,碳纖維材料就是非常明顯的一款材料,具備了極高的強度性能同時,還具備了非常低的質量,在碳纖維產品應用上面,有時候會需要耐高溫的需求,這里面也就會涉及到導熱性的表現,那碳纖維導熱性能怎么樣呢?本文就跟著威盛新材的小編來看看。
(碳纖維制品板材)
什么是熱導率?
導熱性能上面關鍵點就是熱導率,就是指材料的導熱性能,是通過熱導傅立葉定律進行量化的計算,簡單的來說就是是物體在受熱以后,會從高溫區流向低溫區域的過程。
那高熱導率的材料就是熱量傳遞速率比較快,那具有高熱導率的材料就是我們常說的導熱材料。這里面金屬材料的導熱系數跟非金屬材料的導熱原理也有很大的不同。
在非金屬導熱的性能上面是由晶格振動(聲子)。除了低溫下的高質量晶體外,差異不大,導熱系數大致保持恒定。
那金屬材料上面,導熱主要是跟自由電子的傳導有關,那這也是為什么金屬材料的熱導率都比較高的原因,導熱系數隨溫度變化而變化,通常隨溫度升高而降低。
那熱導率的單位通常是是瓦/米開爾文(W·m⁻¹ ·K⁻¹),你比如常見的材料,比如鋁材料電導率在210,那PAN基碳纖維的大概在21-180這樣,玻璃的電導率在93這樣。
(碳纖維結構件)
碳纖維的導熱系數怎么樣?
碳纖維材料的導熱系數其實不固定,不同規格下的碳纖維導熱系數還是有區別,碳纖維材料的導熱系數一般就是沿著纖維方向進行導熱,如果是縱向截面的話,那傳導率就很低。
此外不同的碳纖維絲束,因為內部的含碳量不同,也會導致熱導率不同,也就是碳化程度越高,熱導率就會越高,你像M55J級高模碳纖維熱導率可達155W / m * K。那如果制作成為碳纖維預浸料或者碳纖維制品以后的熱傳導率反而是不好計算。
那在基本的實驗的測試上面,發現,碳纖維復合材料的導熱系數大概是在0.6-6.0W/mk之間,具體多少就跟樹脂含量、碳絲含量有極大的關系,你比如威盛新材借助第三方測試幾個這里,選擇采用選用T300/4211碳纖維復合材料全0°、±45°兩種鋪層角度制作實驗件。根據實驗結果來看,在60℃-120℃環境中,全0°層鋪的碳纖維復合材料在X方向上導熱系數范圍為5.2-6.0W/mK,Y方向為0.7-0.8W/mK之間,Z方向為0.7-0.8W/mK之間;±45°鋪層的碳纖維復合材料在X方向上導熱系數為3.0-3.4W/mK,在Y方向為3.0-3.4W/mK之間,在Z方向上為0.7-0.8W/mK之間。
而T300/5222碳纖維復合材料制作全0°、±45°兩種鋪層碳纖維實驗件。根據實驗結果來看,在60℃-120℃環境中,對比Z方向的導熱系數,T300/5222碳纖維復合材料采用全0°鋪層的導熱系數為0.44-0.48W/mK之間,±45°的碳纖維復合材料的導熱系數為0.44-0.48W/mK之間。而T300/4211碳纖維復合材料采用全0°鋪層的導熱系數為0.46-0.52之間,±45°鋪層的到人數為0.47-0.52之間。
綜合的來看,能夠看出來碳纖維材料的整體的導熱情況,跟多方面的情況有關系,嚴重軸向的系數性能好,此外還跟內部材料系數有也很大關系,所以如果想要碳纖維制品具有很好的導熱性能的話,就要想跟碳纖維制品廠家這里溝通,確保能否滿足實際的應用需求。有需要的話,歡迎大家前來咨詢威盛新材廠家。推薦閱讀:碳纖維制品常用的三種連接方式
威盛新材就是一家專業從事碳纖維制品生產的廠家,有著在碳纖維領域長達十年的豐富經驗,從事碳纖維制品的生產和加工,成型設備齊全、加工機器也完善,能夠完成多種型號的碳纖維產品的生產,按圖紙定制生產。生產的碳纖維板產品也遠銷多行業,受到一致的認可與好評。
本文系威盛新材原創內容,禁止抄襲轉載,違者將追究其法律責任