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三禾炭素

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高端碳素材料---碳纤维  

2011-08-14 21:11:50|  分类: 新材料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                碳纤维是国际上高端碳素材料之一,它关系到一个国家的国防和民生,主要应用领域为:成熟市场有航空航天及国防领域(飞机、火箭、导弹、卫星、雷达等)、医疗器械、体育用品、休闲用品;新兴市场有增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、摩擦材料、钻井平台等;待开发市场有汽车、机械行业、新能源等。

      碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。

     碳纤维(carbon fibre),它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量是其3 倍多;而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。

     碳纤维是一种新材料,力学性能特别优异,它的比重不到钢的1/4,碳纤维复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7--9倍,弹性模量为230--430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

       碳纤维可分别有沥青纤维、聚丙烯晴纤维粘胶丝经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。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。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。

  目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化(预氧化)、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括,脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。碳纤维的生产比现在的碳素生产复杂很多,但是碳纤维作为国际上高端碳素材料、作为未来发展的新材料,我们必须研究它,总有一天我们要走在世界的前面。

   

 

 

   介休市三禾炭素网站:www.3hets.com

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