碳(C)纖維是由元素碳組成的纖維狀物質(zhì),是一種新型的非金屬材料(Material)。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關(guān)注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復(fù)合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進,使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。從元素的組成上看,它不是有機纖維,從制取方法上看,它又是經(jīng)由有機纖維轉(zhuǎn)變而成的纖維狀聚合物碳。1000℃~2000℃范圍(fàn wéi)內(nèi)碳化得到的稱為碳纖維,含碳量在90%左右,2000℃以上碳化得到的稱為石墨(化學(xué)式C )纖維,含碳量更高,甚至可達99%以上。
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碳(C)纖維的開發(fā)很早,19世紀就出現(xiàn)了,而真正作為有使用價值的產(chǎn)品(Product)出現(xiàn)是在20世紀50年代。
碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。日本、美國等發(fā)達國家改進碳纖維生產(chǎn)(Produce)技術(shù),以不同有機纖維為原料,加熱出去碳以外的物質(zhì),制成碳纖維原絲。從原則上講,所有天然纖維和化學(xué)纖維都能用來生產(chǎn)(Produce)原絲,不過工業(yè)生產(chǎn)(Produce)中還是使用聚丙烯纖維、瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂(Resin))纖維和粘膠纖維這三種,因為它們的生產(chǎn)(Produce)工作效率(efficiency)高、工藝較為簡單。碳纖維材料(Material)的性能非常優(yōu)越,斷裂(fracture)強度(strength)2~4GPa,模量約為400~700GPa,質(zhì)輕而高強、耐高溫、耐腐化侵蝕
、耐輻射(Radiation)、自潤滑性好、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、吸附性強。 一般來說,碳纖維不單獨使用,以多種形式與各種基質(zhì)構(gòu)成復(fù)合材料,目前使用最多的是碳纖維樹脂復(fù)合材料,可制造飛機、導(dǎo)彈、火箭、汽車、房屋、模型、釣魚竿、高爾夫球桿、錢包等。碳纖維的規(guī)格(specifications)有幾種
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