碳纤维是什么材料


碳纤维是什么材料

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碳纤维是什么材料

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碳纤维是含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料 。 耐高温居所有化纤之首 。 用腈纶和粘胶纤维做原料 , 经高温氧化碳化而成 。 是制造航天航空等高技术器材的优良材料 。 具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物 , 由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向 , 因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量 。 碳纤维的密度小 , 因此比强度和比模量高 。 碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合 , 制造先进复合材料 。 碳纤维增强环氧树脂复合材料 , 其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的 。

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现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法 , 制造碳纤维用的原纤维名称化学组分碳含量/%碳纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C , H9580~90采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气 , 或用耐燃试剂等化学处理) , 碳化(400~1400℃ , 氮气)和石墨化(1800℃以上 , 氩气气氛下) 。 为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序 。
【碳纤维是什么材料】
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另一种制造碳纤维的方法是气相生长法 。 将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下 , 于1000℃高温下反应 , 可制得不连续的短切碳纤维 , 最大长度可达50 cm 。 其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维 , 易石墨化 , 力学性能良好 , 导电性高 , 易形成层间化合物 。

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