关键的外卖
自他们的介绍以来，碳纤维增强聚合物(CFRP)在几个行业中发现了更多的使用情况。尽管他们固有的优势，但在为特定应用中选择它们时，有几个重要的事情要记住。
1.碳纤维增强聚合物的基础（CFRP）
碳纤维是一种薄的碳螺纹，具有金刚石状强度，它们被编织在一起并组合或嵌入聚合物复合材料所以它作为一个主要的承载部件。
碳纤维增强聚合物（CFRP）是一种先进的复合聚合物材料，其中碳纤维主要用于增强机械强度（负载能力）并提供其他基本特征。（制品中讨论了机械强度6测试以测量材料的实力。）CFRPS在海洋，运动，汽车和航空航天应用中是优选的，因为它们的优异的强度 - 密度比例。另外，CFRP具有高度疲劳强度，从而提高安全性、燃油经济性和耐用性。它们也是环保的。
碳纤维增强聚合物中的碳纤维提供了非常高的优点特定力量;因此，它被用于设计节能的轻量化车辆部件和工程结构。(注:比强度是除以屈服强度物质由其质量密度．)
研究显示碳纤维增强聚合物具有比最强钢大的比例差不多2.6倍（马氏体时效钢)，比强度几乎是铝7075-T6的3.6倍。换句话说，对于给定的抗拉强度，如果我们用cfrp代替7075-T6铝，组件的重量将减少近70%。用碳纤维复合材料代替马氏体时效钢，部件重量可降低55%以上。对于航空航天、汽车和海洋应用来说，这种替代可以转化为耗油量更少、间接环境足迹更小的轻型车辆。
2.汽车工业对cfrp的看法
正如美国政府所追求的到2025年，目标油耗为每加仑54.4英里，车辆设计师正在继续追求轻质材料，具有更高的具体实力来实现这种平均燃料经济性的目标。
最初，CFRPS用于赛车，通过实现强大的轻量级轿车来改变汽车赛车行业。但今天，CFRP几乎用于几乎每辆新车设计。它们越来越多地用于主流车辆结构和部件。汽车制造商如GM，FORD和BMW使用CFRP结构削减其最新型号的重量，从而提高燃油经济性和安全性。丰田在其下一代燃料电池电气汽车中使用CFRP燃料箱。美国能源部（DOE）旨在减少50％的碳纤维的制造成本，以便价格实惠，并且还将车辆的重量降低50％，而不会以任何方式损害安全或车辆性能。
3. CFRP应用范围不断扩大
除了在运输部门的使用外，CFRP的其他新兴应用包括：
- 医疗设备，如矫形植入物
- 基础设施维护维修，改造和新桥梁施工
- 潜艇和海洋应用
- 由于腐蚀或其他故障而重建损坏的海上石油和气体资产等管道
- 用CFRP芯（承载机械负载），铝导体和玻璃纤维屏障的生产电力传输线电化学腐蚀
4.碳纤维增强聚合物的腐蚀风险
研究领域涉及与CFRP电接触的金属的程度易受腐蚀。
大多数电连接到多材料结构中CFRP的金属可以由于电催化而腐蚀，因为碳是更多的高贵比普通金属。另外，CFRP中使用的聚合物容易发生降解通过腐蚀。(想了解更多，请看高分子材料的腐蚀．)
研究回顾表明由于任何一种都可能发生CFRP恶化阳极极化要么阴极极化．由于吸附的氧气可能会发生阳极极化，从而导致碳纤维的劣化。
5.铝合金与cfrp接触的电偶腐蚀
单独使用时，铝合金和cfrp被考虑耐腐蚀，但在彼此电接触时，它们并不留下。
一项研究文章的结论存在风险通电的腐蚀连接到cfrp的铝合金。影响腐蚀的因素包括基体中碳纤维含量(浓度)占体积的百分比和碳纤维材料的表面特征。碳纤维含量的百分比按体积决定电导率而这又决定了金属的电偶腐蚀风险。
进一步研究铝与CFRP接触的电铝腐蚀结论是聚合物基质中的高碳纤维含量使聚合物结构充分导电，以使连接金属的电抗腐蚀。在聚合物基质中的碳纤维不完全被绝缘聚合物覆盖物完全覆盖。
此外，老化因子，磨损和撕裂和环境和气候条件通常导致铝表面与暴露的碳纤维接触。这种情况会导致铝腐蚀因为铝是惰性的惰性材料较少。研究人员发现了腐蚀速度腐蚀速率取决于暴露碳纤维表面的面积，而暴露铝表面的面积对腐蚀速率没有影响。研究人员还发现，整体腐蚀速率受到碳纤维表面氧气可用性的限制扩散速度氧和CFRP构件或结构的整体几何形状。
在CFRP芯铝导体的情况下，玻璃纤维由于过度弯曲，老化，冲击载荷等因素，复合芯的保护罩可能会损坏。疲劳．由于聚合物结构中的高分体积（设计用于携带较重负载），通常可以发生与碳纤维接触的金属，并且整个复合组件可以被认为是电抗腐蚀过程的导电。
6.与CFRP接触的镀锌钢腐蚀
电流活动镀锌钢与CFRP电接触由发现的研究人员研究过DP590钢铁锌涂层在与CFRP接触的情况下最初是耐腐蚀的，但腐蚀速率随着时间的推移而增加。因此，长期不持续镀锌钢的耐腐蚀性。
7.腐蚀速率也与CFRP的表面状况相关联
在上述研究中，碳纤维增强聚合物样品厚环氧树脂发现层比具有薄尼龙层的另一个样品更耐腐蚀。（尼龙涂料均讨论运输和可再生能源工业用液体尼龙复合聚合物涂料的研究进展。）因此，确定围绕碳纤维提供厚的耐腐蚀性聚合物层对于预防镀锌钢和与CFRP接触的其他金属来说是必不可少的。
8.与碳纤维电接触的不锈钢或钛的腐蚀
在另一项研究中，的腐蚀行为不锈钢和钛研究了盐水环境中与CFRP的电接触。
发现钛被耐腐蚀，并且连接的CFRP也没有腐蚀。最初的腐蚀产物在这种情况下发现实际保护金属来自进一步的劣化。
然而，在不锈钢的情况下，患病率缝隙腐蚀和点腐蚀在盐水环境中拟合到CFRP系统上的不锈钢螺杆样品上确认。此外，CFRP系统与不锈钢螺杆电接触造成的损坏分层．
9.钢腐蚀与水泥砂浆中的碳纤维接触
研究进行了水泥砂浆中的钢与CFRP接触结束了水泥砂浆的腐蚀只有可忽略的腐蚀氯化物．相比之下，在含有氯化砂浆中的CFRP接触的钢中观察到显着的电抗活性。该研究对于预测与CFRP接触的钢的腐蚀行为是显着的在含有海水或除冰化学品的环境中(如道路和桥梁)。
10.腐蚀证明碳纤维连接到金属
通过使用电绝缘体将导电碳纤维分离在CFRP复合材料中（例如，玻璃纤维增强聚合物)作为外层屏蔽碳纤维是一种降低腐蚀风险的方法。另一种解决方案是用耐腐蚀的金属如钛合金代替易腐蚀的金属。(见您的耐腐蚀金属指南查阅有关这些金属的更多信息。)
结论
大多数金属，包括铝和不锈钢，在与碳纤维增强聚合物接触时容易出现电抗腐蚀。尽管存在这种缺点，因此，CFRP越来越多地用于航空航天，汽车和海洋应用与金属相结合，因为它们的重量轻的巨大优势和非常高的特定强度。
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