在認識碳纖維增強塑料復合材料制品時(shí)，很多人看到具有碳纖維紋路的制品第一感覺(jué)就是酷，具有時(shí)尚科技感。今天我們就來(lái)探討不同碳纖維紋路來(lái)做碳纖維復合材料制品有什么不一樣。

　　碳纖維在復合材料中起到承載載荷的作用，外界作用于CFRP復合材料上的力都會(huì )經(jīng)塑料傳遞給碳纖維，所以對CFRP復合材料的破壞首先要破壞碳纖維。

　　那么對碳纖維的破壞基本可分兩種，一種是平行于碳纖維方向的拉伸力，這個(gè)力會(huì )將碳纖維拉斷，所以要求碳纖維具備較高的拉伸強度;另一種是剪切力，這個(gè)力垂直于碳纖維方向，要求碳纖維具備較高的抗剪切強度?？上г谒刑祭w維供應商產(chǎn)品性能參數一欄里都沒(méi)有出現碳纖維剪切強度的表述。這是因為首先碳纖維剪切強度很小，另一方面碳纖維本身屬于一維材料，在直徑尺度很小，對碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。

　　有了這個(gè)概念，那么進(jìn)行復合材料制品設計過(guò)程中，盡可能了解制品的受力情況，然后對制品的纖維排布方向進(jìn)行針對性的優(yōu)化，盡可能的使作用于碳纖維復合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力，因為拉伸強度高是碳纖維的最大優(yōu)勢，以己之長(cháng)攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復合材料制品和預浸料的原料，也是進(jìn)行纖維排布方向優(yōu)化的基礎。那么對不同碳纖維布編制方向的了解將會(huì )有助于碳纖維復合材料制品的設計。

　　1、平紋編織布

　　平紋編織的特點(diǎn)是經(jīng)紗和緯紗以一上一下的規律交織。也就是經(jīng)緯紗每隔一根紗就交錯一次，所以交織點(diǎn)最多，使織物堅牢、耐磨、硬挺、平整，但彈性較小，光澤一般，平紋織物密度不可能太高，較為輕薄，耐磨性較好，透氣性較好，布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài)，纖維彎曲點(diǎn)比較多，在受拉伸過(guò)程中伸長(cháng)率較高。同時(shí)由于相鄰兩根經(jīng)紗和相鄰兩根緯紗交織點(diǎn)位置由于纖維束的滑動(dòng)出現眼孔。平紋編織的變種形式也很多，比如12K經(jīng)紗與1K緯紗混合編織。由于經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)方向上纖維束的反射光不同，因此平紋編織纖維布可觀(guān)察到格子狀的外觀(guān)，類(lèi)似于國際象棋的棋盤(pán)。

　　2、斜紋編織布

　　斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路，這個(gè)紋路方向上并不存在纖維束，而是由于纖維束經(jīng)緯向編織過(guò)程，經(jīng)向或緯向纖維束跳過(guò)兩束緯向或經(jīng)向纖維進(jìn)行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小，纖維束浮長(cháng)增大，同時(shí)相鄰兩個(gè)纖維束錯開(kāi)一個(gè)編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點(diǎn)。這種斜紋外觀(guān)具有很強的立體感，用來(lái)做汽車(chē)改裝制品，比如面板、引擎蓋、排氣筒等。

　　3、緞紋編織布

　　緞紋編織具備單獨的、互不連續的經(jīng)交織點(diǎn)(或緯交織點(diǎn))在組織循環(huán)中有規律的均勻分布，這樣的編織形式稱(chēng)為緞紋。它的特點(diǎn)是經(jīng)線(xiàn)(或緯線(xiàn))浮線(xiàn)較長(cháng)，交織點(diǎn)較少，它們雖形成斜線(xiàn)，但不是連續的，相互間隔距離有規律而均勻，此纖維布結構形式稱(chēng)為緞紋組織。緞紋纖維布經(jīng)紗和緯紗至少隔三根才交織一次，因此這種編織結構使織物密度更高，因而纖維布更加厚實(shí)。這種緞紋纖維布表面平滑勻整，質(zhì)地柔軟，富有光澤或稍呈紋路。這類(lèi)纖維布強度低于平紋和斜紋。

　　這三種編織形態(tài)由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強度有差異，而且表征碳纖維編織布強度會(huì )有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等，這些也是隨著(zhù)編織方式的不同各有差異?？傮w來(lái)說(shuō)在碳纖維束排布方向上的拉伸強度與纖維強度和纖維摩擦力相關(guān)。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態(tài)關(guān)系較大了，一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力，平行方向的力要求纖維強度高，垂直方向上的力則與編織形態(tài)對纖維束的阻力有關(guān)了。

　   在研究編織結構對織物強度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過(guò)單獨研究編制結構對復合材料的影響有一些片面，需要綜合基體材料及制品受力情況來(lái)考量。