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什么是碳酸纖維?

發(fā)布時間:2020-01-14

什么是碳纖維?

碳纖維是一種碳含量超過90%以上的高強(qiáng)度、高模量的纖維,可用聚丙烯腈、粘膠纖維、瀝青纖維等原絲做原料,經(jīng)高溫氧化碳化制成。可以與金屬、陶瓷、樹脂等基質(zhì)混合制成碳纖維復(fù)合材料,用途廣泛。碳纖維的比重一般為1.70 g/cm3~1.80g/cm3,強(qiáng)度為1200 MPa~7000MPa,彈性模量為200 GPa~400GPa,熱膨脹系數(shù)接近于零,甚至可為負(fù)值(~1.5×10的-6次方)。

碳纖維材料的優(yōu)點有哪些?

1、碳纖維材料比重小、比強(qiáng)度和比模量高;

2、非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間;

3、溫差變化或者長時間作業(yè)無蠕變,拉伸系數(shù)?。?.6%),熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性;

4、X射線透過性好,導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好、電磁屏蔽性好等。

5、可設(shè)計性強(qiáng),可以通過改變鋪層角度或者數(shù)量來改變碳纖維產(chǎn)品的力學(xué)性能;

6、碳纖維與玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右;

7、耐腐蝕性好,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。

碳纖維材料的缺點有哪些?

1、碳纖維制品屬于定制產(chǎn)品,指向性很高,而且由于碳纖維的原材料和生產(chǎn)成本特別高,所以要想實現(xiàn)碳纖維產(chǎn)品量產(chǎn)是比較難的,價格上不具優(yōu)勢;

2、碳纖維復(fù)合材料雖然拉伸強(qiáng)度高,但是剪短強(qiáng)度弱,在加工的時候需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計算;

3、碳纖維是脆性材料,受力過大不會發(fā)生形變,而是直接斷裂,所以碳纖維產(chǎn)品在損壞后無法修復(fù)只能更換;

4、目前應(yīng)用較多的是熱固性碳纖維復(fù)合材料,二次回收困難,重復(fù)利用率差。

碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?

1、碳纖維在傳統(tǒng)使用中除用作絕熱保溫材料外。 多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維已成為先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料。

2、土木建筑領(lǐng)域:碳纖維也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等的加固補(bǔ)強(qiáng), 在鐵路建筑中,大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會有很好的應(yīng)用,這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面。

3、碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈體和發(fā)動機(jī)殼體上,可大大減輕重量,提高導(dǎo)彈的射程和突擊能力,如美國80年代研制的洲際導(dǎo)彈三級殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

4、汽車內(nèi)外裝飾中開始大量采用。碳纖維作為汽車材料,最大的優(yōu)點是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大,重量僅相當(dāng)于鋼材的20%到30%,硬度卻是鋼材的10倍以上。

5、碳纖維在運用在運動休閑領(lǐng)域中,像球桿、釣魚竿、網(wǎng)球拍羽毛球拍、自行車、滑雪杖、滑雪板、帆板桅桿、航海船體等運動用品都是碳纖維的主要用戶之一。碳纖維運用在日常用品,像音響、浴霸、取暖器等家用電器以及手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品也可以看到碳纖維的身影。

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