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碳纖維到底是什么材料?
發布日期:2018-07-30  來源:全球紡織網  瀏覽次數:1722
 
       碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是含炭量在95%以上的高強度高模量纖維。耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術器材的優良材料。

       由碳元素組成的一種特種纖維。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由于其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。炭纖維的密度小,因此比強度和比模量高。炭纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合,制造先進復合材料。炭纖維增強環氧樹脂復合材料,其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。

      工藝:現代炭纖維工業化的路線是前驅纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。
制造炭纖維用的原纖維名 稱化學組分碳含量/%炭纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90
采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),炭化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。
另一種制造炭纖維的方法是氣相生長法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,于1000℃高溫下反應,可制得不連續的短切炭纖維,最大長度可達50 cm。其結構不同于聚丙烯腈基或瀝青基炭纖維,易石墨化,力學性能良好,導電性高,易形成層間化合物。

 
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