隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，越來越多的現(xiàn)代人走進(jìn)各類運(yùn)動場所放松身心，而現(xiàn)代競技體育的發(fā)展在要求體育專家講求科學(xué)訓(xùn)練的同時(shí)，還要重視對體育器材的改進(jìn)與研制。由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)自由度大、易加工成型等特點(diǎn)，在體育器材方面獲得了廣泛的應(yīng)用。
2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用到體育器材中的優(yōu)勢
眾所周知，在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料未問世之前，用作體育器材的材料主要是木材、鋼材、不銹鋼、鋁合金等。與這些材料相比，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在以下方面具有明顯優(yōu)勢：
2．1 質(zhì)輕
多數(shù)體育器材是靠人力來使其運(yùn)動，因此要求器材越輕越好，如網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、自行車、滑雪板等。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在此方面具有不可比擬的優(yōu)勢。例如由碳纖維增強(qiáng)材料制成的高爾夫球桿，采用碳纖維布卷帶成型法，其力學(xué)性能較金屬桿提高了許多，而重量卻比金屬桿輕3O%～5O%。
2．2 力學(xué)性能好
體育器材要有良好的可用性能必須具有優(yōu)良的力學(xué)性能。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有突出的比強(qiáng)度、比模量和比彈性模量，更適合于用作體育器材。復(fù)合材料具有良好的阻尼減震性能也是其適合作為體育器材原料的原因之一。
2．3 可設(shè)計(jì)性強(qiáng)
復(fù)合材料成型技術(shù)的發(fā)展使得其設(shè)計(jì)自由度較傳統(tǒng)材料大大增強(qiáng)，各種產(chǎn)品總能找到相應(yīng)的成型方法，因而，可根據(jù)選手本身的不同情況分別加以設(shè)計(jì)，而且維修方便，費(fèi)用較低。
2．4 其他方面
在體育器材的開發(fā)過程中，環(huán)保及性價(jià)比也是必須考慮的問題。復(fù)合材料在使用過程中不會散發(fā)有害氣體，而熱塑性復(fù)合材料一般可以回收使用，同時(shí)，生產(chǎn)復(fù)合材料的原材料價(jià)格一般比較低，加工成本低廉，利于產(chǎn)品的普及和推廣。
3 增強(qiáng)用纖維材料及織物結(jié)構(gòu)
增強(qiáng)用纖維材料主要包括普通玻璃纖維、碳纖維、合成纖維等。這些纖維材料可以加工成紗、布、帶、氈、短切原絲等形態(tài)使用。
3．1 無機(jī)纖維
3．1．1 玻璃纖維
玻璃纖維具有吸濕性小、尺寸穩(wěn)定、耐熱性、耐老化性、耐化學(xué)性和阻燃性好、彈性模量大、拉伸強(qiáng)度大、伸長率低等優(yōu)點(diǎn)。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種開發(fā)較早、應(yīng)用較廣的復(fù)合材料，其拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度及剛度都較大。
3．1．2 碳纖維
碳纖維具有較高的強(qiáng)度與模量，但與樹脂的潤濕性、粘附性較差，在制備復(fù)合材料前，需對纖維進(jìn)行表面活化處理。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種強(qiáng)度、剛度、耐熱性均較好的復(fù)合材料。
3．1．3 硼纖維
硼纖維是一種高強(qiáng)高模纖維，可用來增強(qiáng)樹脂和金屬。硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料是高強(qiáng)高模纖維增強(qiáng)塑料中性能最好的一種復(fù)合材料。
3．1．4 碳化硅纖維
碳化硅纖維拉伸強(qiáng)度大，模量高，耐熱性好，可耐1250℃的高溫，相容性好。碳化硅纖維樹脂基復(fù)合材料的抗壓、抗沖擊強(qiáng)度及耐磨性優(yōu)于碳纖維增強(qiáng)樹脂。
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