CN104947010A - 一种镍基碳纤维复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：Ni45占18％～22％，微量元素占0.5％～1.5％，碳纤维粉末占76％～82％。微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。本发明制成的镍基碳纤维复合材料，相对于传统的碳纤维材料，硬度更高、耐磨性更好、拉伸压缩强度更大、应用范围更广，从而满足使用时的性能需求。

Description

一种镍基碳纤维复合材料

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体是一种镍基碳纤维复合材料。

背景技术

碳纤维是具有石墨晶体结构的微观纤维状碳材料，具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、热膨胀系数小等优良特性，在日常的生产和生活中得到广泛应用。但在工业应用中，碳纤维很少单独使用，一般都是用作增强材料添加到塑料、陶瓷等复合材料中，来提高材料的性能。碳纤维复合材料比钢铁轻50％，比铝材轻30％，减重效果明显，因此不少汽车厂家在汽车制造和改装过程中为追求极致轻量化开始尝试大量应用碳纤维复合材料。随着新能源汽车的发展，碳纤维复合材料在汽车上将得到越来越广泛的应用，同时也对碳纤维复合材料的性能提出了更高的要求，而现有的碳纤维复合材料的性能已不能满足，迫切需求一种新的碳纤维复合材料来进一步改善整体的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镍基碳纤维复合材料。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占18％～22％，微量元素占0.5％～1.5％，碳纤维粉末占76％～82％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

本发明所采用的Ni45表面质量好，抗冲击性好，韧性强，耐磨性好，不易破碎和失圆；为了增加复合材料的综合力学性能添加了微量元素。

本发明的有益效果是：本发明制成的镍基碳纤维复合材料，相对于传统的碳纤维材料，硬度更高、耐磨性更好、拉伸压缩强度更大、应用范围更广，从而满足使用时的性能需求。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占20％，微量元素占1％，碳纤维粉末占79％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

实施例二：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占21.5％，微量元素占1.5％，碳纤维粉末占77％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

实施例三：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占18％，微量元素占0.5％，碳纤维粉末占81.5％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

实施例四：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占22％，微量元素占1％，碳纤维粉末占77％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

实施例五：

一种镍基碳纤维复合材料，包括以下质量百分比的组分：

Ni45占20％，微量元素占1％，碳纤维粉末占79％。

所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。

为了论证本发明的实际效果和性能，特对本发明技术方案实施后的镍基碳纤维复合材料进行拉伸试验，数据统计如下：

纤维的弹性模量越高两者之间的差异越大。弹性模量可视为衡量材料产生弹性形变难易程度的指标，弹性模量越大，使材料发生一员弹性变形的应力也越大，即在一定应力作用下，纤维发生弹性形变越小，刚性好，强度高。由表可看出镍基碳纤维复合材料具有较高的载荷量和弹性模量。

与其他材料相比，碳纤维具有比强度和比模量高、制件力学性能优异等特点。碳纤维复合材料的密度一般不超过2g/cm³，而钢的密度为7.8g/cm³，用碳纤维复合材料制作汽车零部件能有效减轻汽车整体质量，提高燃油经济性。碳纤维复合材料是制造汽车车身和底盘等主要结构的最轻材料，碳纤维复合材料还具有可设计性强、制件安全性好及可实现零部件一体化等一系列优良性能。用碳纤维复合材料制造的汽车传动轴，除具有高阻尼特性和减少震动、降低噪声而使乘坐舒适外，还具有吸收冲击能和提高安全性的优点。此外，碳纤维复合材料具有低密度和高比模量综合效应。

镍基碳纤维复合材料作为一种高性能纤维，具有十分优异的力学性能，拉伸强度为2～7Gpa,拉伸模量为200～700Gpa。再加上重量很轻，仅为钢的四分之一，这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。除此之外，碳纤维还具有许多其他优良性能，如耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、热膨胀系数低、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。在没有氧气存在的情况下，碳纤维能够耐受3000℃以上的高温，这是其他任何纤维材料无法与之相比的。而且，碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，完全不存在生锈的问题。镍基碳纤维复合材料作为一种高性能纤维其应用领域正引起世界瞩目，未来发展前景不可估量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种镍基碳纤维复合材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：

Ni45占18％～22％，微量元素占0.5％～1.5％，碳纤维粉末占76％～82％。

2.根据权利要求1所述的一种镍基碳纤维复合材料，其特征在于：所述微量元素包括Si、Mn、Mo、W、Fe，所述Si、Mn、Mo、W、Fe按照1.5︰1︰4︰3︰1的比例混合。