碳纖維是纖維狀的碳素材料,是由有機母體纖維(粘膠絲,聚丙烯烴或瀝青等)采用高溫分解法在1000-3000℃高溫的惰性氣體下碳化制成,含碳量在90%以上,具有較為優勢的力學性能。與其他高性能纖維材料相比,其比強度和比模量都屬于較高水平,本文博實小編給大家介紹一下碳纖維復合材料應用于軌道車輛制造的優勢。
隨著軌道交通裝備的設計要求不斷提高,要求減少重量、節省能耗來提高列車的整體性能,因此開展關于軌道交通車輛輕量化的研究有著重要的經濟意義。碳纖維復合材料在眾多領域有著成熟的應用,擁有優異的輕量化、高強度、高耐候等綜合性能,同樣也成為實現軌道交通車輛輕量化目標的最佳選擇。
軌道車輛在高速行駛過程中需要克服巨大的阻力,所要消耗的能量也會比較多,實現整體結構的輕量化可以幫助其達到節約能耗的目標。輕質量金屬材料鋁合金的密度在2.7g/cm3左右,碳纖維復合材料作為一種優秀的減重材料,其密度只有1.7g/cm3左右,只有其60%左右。同時,碳纖維復合材料的力學性能表現也很不錯,其抗拉強度、抗壓強度、剪切強度比絕大多數結構材料更具優勢。此外,碳纖維復合材料可一體化成型,可設計性更強,能夠給技術人員設計方案提供更大的優化空間。
為了更好地應對潮濕環境和氣候變化對金屬材料腐蝕問題,需要選擇耐腐蝕、抗老性能優秀的材料,碳纖維復合材料屬于非金屬惰性材料,滿足上述條件,延長部件的使用壽命,減少設備維護維修費用和周期。碳纖維復合材料的導熱系數一般在0.6-6.0W/mk之間,是優良的絕熱材料,能夠在軌道交通車輛發生火災時起到很好的隔絕和延緩作用。