芳纶纤维与碳纤维
芳纶纤维和碳纤维是正在开发的最强合成纤维之一。在外行人看来,这两者可能看起来并没有什么不同。即使你不知道,你以前也可能遇到过这两种纤维。芳纶纤维以其在凯夫拉纤维中的作用而闻名。由于其强大的耐化学性和耐热性,它还广泛应用于航空航天和海洋工业。
碳纤维在商业规模上略显常见,但芳纶纤维的用途肯定在增加。碳纤维产品用于从高端表壳到豪华汽车零部件等各种领域。它在强度、耐热性和其他理想特性方面与芳纶纤维有许多相似之处。
即使有这么多相似之处,了解这两种纤维之间的差异仍然很重要。如果你要决定在由这些材料制成的产品之间做出选择,最好了解它们的区别,以便你做出更明智的决定。让我们简要地看一下这两种合成纤维到底是什么,以及它们之间的区别是什么。
什么是碳纤维?
有时也被称为石墨纤维,单根碳纤维的直径约为 5 微米。在这个小空间里,有许多碳原子沿着长轴平行结合在一起。碳原子以晶体形式结合,它们的排列赋予了它们如此令人难以置信的特性。需要数千根纤维才能制成所谓的丝束。然后将该丝束编织成耐用的织物,用于多种用途。
特定应用当然还需要额外的步骤。例如,可以将纤维与塑料树脂结合并烘烤以制造用于保护手机、手表和其他物品的许多碳纤维外壳。无论与碳纤维结合的是什么,重要的是强度重量比要保持极高,并且纤维的理想特性不会丢失。
什么是芳纶纤维?
芳纶纤维稍微复杂一些。然而,决定这些纤维强度的主要特性之一是分子沿纤维轴线的排列。这与碳纤维保持其强度重量比的方式非常相似。除了令人难以置信的强度外,这种纤维还具有很强的耐热性和耐化学性。
如上所述,这两种纤维之间存在一些明显的差异。这些差异在许多应用中可能看起来很小且不重要,但根据纤维的使用方式,它们会变得更加严重。以下是根据纤维应用的一些主要差异。
航空航天业的差异
这两种合成纤维在航空航天工业中都有广泛的应用。豪华汽车、军事装备以及基本上任何需要保护敏感部件免受高压、高热或危险化学品影响的行业也是如此。这些纤维在航空航天工业中最常见的用途是增强用于制造各种部件的塑料。
两者之间的第一个区别是成型和切割工艺。芳纶纤维更容易用 C02 激光器切割,具有极高的精度和可重复性。这还可以减少激光器的磨损。
纤维的负热膨胀与碳纤维非常相似。然而,抗压性略低,抗冲击性更高。这在大多数应用中不会产生明显的差异,但在生产强力发动机的安全防护罩和整流罩时,这一点非常重要。
奢侈品应用的差异
这些材料的奢侈应用通常包括为手机、手表和其他个人物品制作外壳。虽然它可能被视为奢侈品,但它仍然是一项明智的投资。你根本找不到比芳纶或碳纤维制成的手机壳更耐用的手机壳。但同样,两者之间存在一些细微的差异,这些差异会影响最终产品。
在这方面最大的区别是材料的刚性。与芳纶纤维相比,碳纤维具有非常高的抗压性。这导致更强的抗压缩力,但这并不一定意味着纤维“更坚韧”。由于高抗压性,碳纤维会变脆并容易受到某些类型的损坏。另一方面,芳纶纤维外壳更加灵活,不易刮擦或受到撞击相关的损坏。
另一个很大的区别是材料的电导率。碳纤维是一种导电材料。这对手机壳来说可能是个问题,因为如果手机壳接触天线,会严重影响信号。过去,使用碳纤维手机壳从来都不是一个好主意。
幸运的是,我们找到了使用碳纤维手机壳解决这个问题的方法。每个豪华手机壳都是为特定型号的手机设计的。知道手机天线的位置使我们能够以不干扰手机信号的方式设计手机壳。
芳纶纤维不是导电材料。这使得设计适用于不同型号手机的手机壳变得稍微容易一些。总体而言,芳纶纤维手机壳比碳纤维手机壳耐刮擦、耐热、柔韧且重量略轻。除了这些差异之外,这两种材料都可以制作出同样出色的手机壳,并且比当今市场上的任何替代品都要好得多。
您应该选择哪种材料?
许多优质产品都使用芳纶或碳纤维进行加固。说实话,归根结底,它们在大多数情况下都表现良好。但如果您从事航空航天业或从事豪华汽车的特定部件工作,那么差异可能值得注意。更容易受到高强度冲击的部件更适合使用芳纶纤维。需要增加抗压强度的部件应使用碳纤维。