碳纖維是什么

碳纖維是復(fù)合材料

碳纖維是一種纖維狀碳材料.它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電,具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料.用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機不但輕巧,而且消耗動力少,推力大,噪音小;用碳纖維制電子計算機的磁盤,能提高計算機的儲存量和運算速度;用碳纖維增強塑料來制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器,機械強度高,質(zhì)量小,可節(jié)約大量的燃料.1999年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭中,北約使用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng),其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云,這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路.

目前,人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維,只能采用一些含碳的有機纖維(如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等)做原料,將有機纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起,放在稀有氣體的氣氛中,在一定壓強下強熱炭化而成

碳纖維是纖維狀的碳材料,其化學(xué)組成中含碳量在90%以上.由于碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化(在3800K以上升華),而在各種溶劑中都不溶解,所以迄今無法用碳的單質(zhì)來制碳纖維.

碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取.上前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的.其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化:在空氣中加熱,維持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘.預(yù)氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu),以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態(tài).B碳化:在惰性氣氛中加熱至1200-1600度,維持數(shù)分至數(shù)十分鐘,就可生成產(chǎn)品碳纖維;所用的惰性氣體可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣,但一般多用高純氮氣.C石墨化:再在惰性氣氛(一般為高純氬氣)加熱至2000-3000度,維持數(shù)秒至數(shù)十秒鐘;這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維.

碳纖維有極好的纖度(纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數(shù)),一般僅約為19克;拉力高達300KG/MM2;還有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能.目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優(yōu)異性能.

目前,碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料來應(yīng)用.這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)越,用途非常廣泛,如制造火箭、宇宙飛船等重要材料;制造噴氣式發(fā)動機;制造耐腐蝕化工設(shè)備等.

羽毛球:現(xiàn)在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成.

【碳纖維】

carbonfibre

含碳量高于90%的無機高分子纖維.其中含碳量高于99%的稱石墨纖維.碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好.但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發(fā)生氧化,與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象.因此,碳纖維在使用前須進行表面處理

碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得;按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學(xué)性能分為通用型和高性能型.通用型碳纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左右.高性能型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上).強度大于4000MPa的又稱為超高強型;模量大于450GPa的稱為超高模型.隨著航天和特種工業(yè)的發(fā)展,還出現(xiàn)了高強高伸型碳纖維,其延伸率大于2%.用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維.

碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料.碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料.碳纖維增強的復(fù)合材料可用作飛機結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業(yè)機器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等.

碳纖維由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經(jīng)氧化、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維.

碳纖維是什么材料

carbonfiber,具有許多優(yōu)良性能,軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,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,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好.良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等.

與玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出.

同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比,在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點,可以稱為新材料之王.

有許多同胞兄弟,像聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維、氣相生長碳纖維等,在世界各地比較活躍的主要是聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維這兩兄弟.

因為性能特別突出,所以在各行各業(yè)大家都能運用到,例如:已在特種及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用.從航天、特種、汽車、電子、機械、化工、輕紡等民用工業(yè)到運動器材和休閑用品等.碳纖維增強的復(fù)合材料可以應(yīng)用于飛機制造等特種領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電葉片等工業(yè)領(lǐng)域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業(yè)機器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等.球棒等體育領(lǐng)域.我是典型的高科技領(lǐng)域中的新型工業(yè)材料.

2011開始,碳纖維與5elem組成了一個新的團隊,團隊名字叫EleHPC,在很多領(lǐng)域都能看到碳纖維的身影,像筆記本、汽車、無人機、智能機器人、工業(yè)設(shè)備上.

碳纖維材料是什么

碳纖維材料又被稱為碳纖維原料.碳纖維,又稱碳化纖維,泛指一些以碳纖維編織或多層復(fù)合而成的材料.因為它又輕又堅硬,所以它的用途很廣泛.

物理結(jié)構(gòu)與化學(xué)特性是前面為直徑6微米的碳纖維與后面人類頭發(fā)的比較每一根碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成,直徑大約5至8微米;在原子層面的碳纖維跟石墨很相近,是由一層層以六角型排列的碳原子所構(gòu)成;一般碳纖維的密度為1750kg/m3.

導(dǎo)熱能力高但傳電能力低,碳纖維的比熱容量亦比銅低;當加熱的時候,碳纖維會變厚而短;雖然碳纖維的天然顏色是黑色,但可以把它染上不同的顏色

碳纖維主要原材料是什么?

碳纖維主要原材料是石墨微晶.

碳纖維(carbonfiber,簡稱CF),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(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料.碳纖維“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)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,在特種特種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?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維.