FRP è un materiale composito ad alte prestazioni comune. I materiali compositi di resina in fibra di carbonio superano FRP in molti aspetti. La forza e il modulo elastico dipendono dalle prestazioni della fibra grezza. Rispetto alla fibra di vetro, il modulo elastico della fibra di carbonio è 4-6 volte quello della fibra di vetro e la resistenza alla trazione è leggermente superiore a quella di FRP. Ad esempio, la resistenza e il modulo elastico dei materiali compositi di resina in fibra di carbonio superano quelli della lega di alluminio e sono persino vicini all'acciaio ad alta resistenza, il che compensa lo svantaggio del modulo elastico basso di FRP.
La fibra di carbonio ha il modulo elastico più alto e le parti composite possono essere autorizzate a funzionare sotto lo stato di stress finale, superando lo svantaggio che i materiali compositi di resina in fibra di vetro sono autorizzati a funzionare solo in condizioni inferiori al 60% dello stress finale. Le proprietà meccaniche dei materiali compositi di resina in fibra di carbonio migliorano anche con l'aumento del contenuto di fibre. Il miglior contenuto del 60% -70% (volume) della fibra nel materiale composito è ottimale. Quando il contenuto di fibre è più elevato, l'integrità del materiale composito verrà distrutta e le prestazioni diminuiranno.
1. Materiali compositi in fibra di carbonio hanno un'eccellente resistenza alla fatica.
Questo perché l'interfaccia tra fibra di carbonio e matrice nel materiale composito può ostacolare la propagazione delle fessure e la combinazione imperfetta di fibra e matrice è favorevole al blunting della parte anteriore della fessura di propagazione. Le crepe smettono di espandersi nella direzione del carico. La base morbida del materiale composito ha anche un effetto isteresi e ostacolo, in modo che le fragili crepe non continuino ad espandersi. I componenti compositi in fibra di carbonio, se sottoposti a una forza di circa quattro volte per centimetro quadrato, possono resistere a cicli fino a 20 milioni a 30 milioni di volte (2, 000 cicli al minuto) senza guasto a fatica.
2. I compositi in fibra di carbonio hanno una buona resistenza all'impatto.
Qualcuno ha sparato a un pezzo di materiale composito in fibra di carbonio di spessore inferiore a un centimetro con una pistola a distanza, ma non ha potuto penetrarlo. Ciò che è interessante è che quando le altre fibre (come fibre di vetro e fibre organiche) sono miscelate con fibre di carbonio come rinforzi di materiale composito, le prestazioni di impatto di questo materiale composito in fibra mista possono essere 2-3 volte maggiore di quelle dei materiali compositi in fibra di carbonio.
3. La perdita di resistenza dei materiali compositi in fibra di carbonio nei test di invecchiamento ad alta temperatura è inferiore a quella della fibra di vetro.
L'anisotropia delle proprietà meccaniche dei materiali compositi in fibra rotta supera quella dei compositi in fibra di boro e della fibra di vetro. Quando il materiale composito viene riempito con fibre sotto forma di trame parziali multidimensionali nello spazio, questo fenomeno è più piccolo di quando è riempito con fibre di rinforzo. In un altro caso, le fibre di degustazione di trasversali possono anche ridurre questo fenomeno.
