Carbon fiber rims have a greater impact on mechanical properties in terms of pore ratio and pore aspect ratio, pore size and distribution. It was also found that large pores (area >0.03mm2）機械的特性に悪影響を及ぼします。これは、層間の接着剤が豊富な領域での亀裂の伝播に対する細孔の影響に起因すると考えられます。
カーボンファイバーリムの層間の距離は約 3.39 ～ 3.42 Å です。 平行な層間の炭素原子の配置はグラファイトほど規則的ではなく、層はファンデルワールス力によって結合されています。
カーボンファイバーリムの構造は、通常、二次元の規則正しい結晶と細孔から構成されると考えられています。 細孔の内容、サイズ、分布は、カーボンファイバーリムのパフォーマンスに大きな影響を与えます。 気孔率が特定の臨界値より低い場合、気孔率は炭素繊維リム複合材料の層間せん断強度、曲げ強度、引張強度に明らかな影響を与えません。
いくつかの研究では、材料の機械的特性の低下を引き起こす臨界穴率は 1%-4% であると指摘されています。 細孔容積含有量が 0-4% の範囲にある場合、総細孔容積が 1% 増加するごとに、層間せん断強度は約 7% 減少します。 炭素繊維リムエポキシ樹脂および炭素繊維リムデュアルマレイミド樹脂ラミネートの研究を通じて、気孔率が0.9%を超えると、層間せん断強度が低下し始めることがわかります。 実験から、細孔は主に繊維束間および層間の界面に分布していることが知られています。 また、細孔含有量が高くなるほど、細孔のサイズは大きくなり、積層体の層間界面の面積が大幅に減少します。 材料に応力がかかると、層に沿って損傷しやすくなります。そのため、層間のせん断強度は細孔の影響を比較的受けやすくなります。 また、気孔は応力集中部であり、耐荷重能力が弱い。 ストレスがかかると、細孔が拡張して長い亀裂が形成され、破壊されます。 2 つの積層板が同じ気孔率を持っている場合でも (同じ硬化サイクル中に異なるプリプレグ方法と製造方法を使用した場合)、それらは完全に異なる機械的挙動を示します。 空隙率の増加に伴う機械的特性の低下の具体的な値は異なります。これは、機械的特性に対する空隙率の影響が非常に離散的であり、再現性が低いことを示しています。 複合積層板の機械的特性に対する細孔の影響は、多数の変動要因が含まれるため、非常に複雑です。 質問。 これらの要因には、毛穴の形状、サイズ、位置が含まれます。 繊維、マトリックス、界面の機械的特性。 静的または動的荷重。
自転車のカーボンファイバーリムは、炭素含有量が 90% 以上の無機ポリマーファイバーです。 炭素含有率が99％以上のものを黒鉛繊維と呼びます。 カーボンファイバーリムの微細構造は、乱層黒鉛構造である人造黒鉛に似ています。