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碳纤维制备 碳纤维分类

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-05-01【

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碳(C)纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青(成分:沥青质和树脂)纤维、粘胶丝或酚(phenol)醛(aldehyde)纤维经碳化制得;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。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,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。通用型碳纤维强度(strength)为1000兆帕、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型和高模型。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(δ)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(bāo kuò)纤维纺丝、热稳定(解释:稳固安定;没有变动)化、碳化、石墨(化学式C )化等4个过程(guò chéng)。其间伴随的化学变化包括,脱氢(Hydrogen)、环化、预氧(Oxygen)化、氧(Oxygen)化及脱氧(降低氧含量)(Oxygen)等。 
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  一、按碳(C)纤维原丝不同主要可以分为    1,PAN基碳纤维布;    2,黏胶基碳纤维布;    3,沥青(成分:沥青质和树脂)基碳纤维布    
  二、按碳(C)纤维规格(specifications)不同主要可以分为       1,1K碳纤维布;    2,3K碳纤维布,3,6K碳纤维布;    4,12K碳纤维布;    5,24K及以上大丝束碳纤维布    
  三、按碳(C)纤维炭化不同主要可以分为    1,石墨(化学式C )化碳纤维布,可以耐2000—3000度高温;    2,碳纤维布,可以耐1000度左右高温,    3,预氧(Oxygen)化碳纤维布,可以耐200—300度高温    
  四、按织造方式方法的不同主要可以分为       1,机织碳(C)纤维布,主要有平纹布,斜纹布,缎纹布,单向布等;    2,针织碳纤维布,主要有经编布,纬编布,圆机布,横机布等;    3,编织(to braid)碳纤维布,主要有套管,盘根,编织带,二维布,三维布,立体编织布等;    4,碳纤维预浸布,主要有干法预浸布;湿法预浸布;单向预浸布;预浸带;无托布;有托布等;    5,碳纤维无纺布,非织造布,即碳纤维毡,碳毡,包括(bāo kuò)短切毡,连续(Continuity)毡,表面毡,针刺毡,缝合毡等。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,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。 
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