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      碳纖維的簡單介紹

      文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-03-04【

        碳材料(Material)家族成員眾多,其中包括(bāo kuò)宏觀尺度的焦碳、金剛石、膨脹石墨、碳纖維及納米尺度的碳納米管、富勒烯和石墨烯。碳纖維手機殼是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維手機殼外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。其中焦炭主要應用于高爐煉鐵、機械鑄造、電石生產、化肥化工制氣等,真正用于材料(Material)制備的則是膨脹石墨、碳纖維及各種納米碳材料(Material)。這些碳材料(Material)或作為填體成為復合材料(Material)的一部分,或者本身通過(tōng guò)編織、模壓等工藝成為密封材料、建筑材料等一系列生產生活中隨處可見的產品(Product)。

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          碳纖維是一種比鋁輕、比鋼強、比人發細、含碳量大于90%的纖維狀碳材料(Material)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。碳纖維復合材料此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。它具有高沖擊強度、高拉伸模量、低密度、耐高溫、抗燒蝕、耐腐化侵蝕 、高電導和熱導、低熱膨脹、自潤滑和生物相容性好等優良性能。大多數碳纖維由不完全的石墨結晶沿纖維軸向排列而成,是由sp^2雜化組成的六角形網面層狀堆積物,碳原子所組成的微晶是碳纖維的顯微結構單元,層間距約為0. 3360~0.3440mm,各平行層堆積不規則,缺乏三維有序排列,呈亂層結構。當碳纖維經過高溫退火(annealing),經歷2500℃以上的高溫。碳包含比重大于99%,層間距隨之最大化減少,說明碳原子已出亂層結構向三維有序的石墨結構轉化,形成類石墨結構。這兩類纖維在中國和美國按熱處理(chǔ lǐ)溫度的不同分為碳纖維和石墨纖維,而在日本和歐洲則習慣統稱為碳纖維。     碳纖維經過18世紀初被發明用來替代燈絲后,目前一般應用于紡織、材料(Material)、軍事、宇航、原子能等各個領城。自碳纖維伴隨航天科技而開始大規模發展以來,其產量平均每年均以15%以上的速度增長,到1990年時統計世界碳纖維總產最為10496t,之后為了適應一般工業用碳纖維的需求,其產業轉向大絲束方向發展并將生產規模從百噸級擴大至千噸級規模。碳纖維材料的概述
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