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碳纤维制品是什么材料组成的?

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2019-04-09【

碳纤维制品是一种纤维状碳资料。爱游戏官方app复合材料如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐化、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,存在很多可贵的电学、热学跟力学机能的新型资料。用碳纤维与塑料制成的复合资料所做的飞机岂但轻巧,而且消耗能源少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子盘算机的磁盘,能进步盘算机的贮存量跟运算速度;用碳纤维加强塑料来制造卫星跟火箭等宇宙飞翔器,机械强度高,品质小,可节俭大量的燃料。1999年产生在南联盟科索沃的战斗中,北约利用石墨炸弹破坏了南联盟大局部电力供给,其原理就是产生了笼罩大范畴地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电体系短路。  目前,人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维,只能采取一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在常见气体的气氛中,在一定压强下强热炭化而成  碳纤维是纤维状的碳资料,其化学组成中含碳量在90%以上。因为碳的单质在高温下不能熔化(在3800K以回升华),而在各种溶剂中都不溶解,所以迄今无奈用碳的单质来制碳纤维。  碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。上前世界上产生的销售的碳纤维绝大局部都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。其产生的步骤为A预氧化:在空气中加热,坚持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目标为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构,以使其在高温碳化时不熔不燃而坚持纤维状况。B碳化:在惰性气氛中加热至1200-1600度,坚持数分至数十分钟,就可生成产品碳纤维;所用的惰性气体可能是高纯的氮气、氩气或氦气,但个别多用高纯氮气。C石墨化:再在惰性气氛(个别为高纯氩气)加热至2000-3000度,坚持数秒至数十秒钟;这样生成的碳纤维也称石墨纤维。  碳纤维制品有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数),个别仅约为19克;拉力高达300KG/MM2;还有耐高温、耐腐化、导电、传热、彭胀系数小等一系列优良机能。目前多少乎不其余资料像碳纤维那样存在那么多的优良机能。  目前,碳纤维制品重要是制成碳纤维加强塑料来利用。这种加强塑料比钢、玻璃钢更优胜,用处十分普遍,如制造火箭、宇宙飞船等重要资料;制造喷气式发念头;制造耐腐化化工设备等。  碳纤维  carbon fibre  含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维制品的轴向强度跟模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属跟金属之间,热膨胀系数小,耐腐化性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,轻易伤害,在强酸作用下产生氧化,与金属复合时会产生金属碳化、渗碳及电化学腐化景象。因此,碳纤维在利用前须进行名义处理  碳纤维可分辨用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状况分为长丝、短纤维跟短切纤维;按力学机能分为通用型跟高机能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高机能型碳纤维又分为高强型(强度2000MP

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  A、模量250GPa)跟高模型(模量300GPa以上)。碳纤维型材具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天跟航空产业的发展,还呈现了高强高伸型碳纤维,其延长率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。  碳纤维制品可加工成织物、毡、席、带、纸及其余资料。碳纤维除用作绝热保温资料外,个别不单独利用,多作为加强资料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等资料中,形成复合资料。碳纤维加强的复合资料可用作飞机结构资料、电磁屏蔽除电资料、人工韧带等身材代用资料以及用于制造火箭外壳、机动船、产业机器人、汽车板簧跟驱动轴等。 内容来自123456
 
 

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