碳纤维是什么
碳纤维是复合材料
碳纤维是一种纤维状碳材料.它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料.用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的储存量和运算速度;用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料.1999年发生在南联盟科索沃的战争中,北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路.
目前,人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在稀有气体的气氛中,在一定压强下强热炭化而成
碳纤维是纤维状的碳材料,其化学组成中含碳量在90%以上.由于碳的单质在高温下不能熔化(在3800K以上升华),而在各种溶剂中都不溶解,所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维.
碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取.上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的.其产生的步骤为A预氧化:在空气中加热,维持在200-300度数十至数百分钟.预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构,以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态.B碳化:在惰性气氛中加热至1200-1600度,维持数分至数十分钟,就可生成产品碳纤维;所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气,但一般多用高纯氮气.C石墨化:再在惰性气氛(一般为高纯氩气)加热至2000-3000度,维持数秒至数十秒钟;这样生成的碳纤维也称石墨纤维.
碳纤维有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数),一般仅约为19克;拉力高达300KG/MM2;还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能.目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能.
目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用.这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越,用途非常广泛,如制造火箭、宇宙飞船等重要材料;制造喷气式发动机;制造耐腐蚀化工设备等.
羽毛球:现在大部分羽毛球拍杆由碳纤维制成.
【碳纤维】
carbonfibre
含碳量高于90%的无机高分子纤维.其中含碳量高于99%的称石墨纤维.碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好.但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象.因此,碳纤维在使用前须进行表面处理
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;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.通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右.高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上).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.随着航天和特种工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%.用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维.
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料.碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料.碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等.
碳纤维由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维.
碳纤维是什么材料
carbonfiber,具有许多优良性能,轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好.良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等.
与玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出.
同钛、钢、铝等金属材料相比,在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,可以称为新材料之王.
有许多同胞兄弟,像聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维等,在世界各地比较活跃的主要是聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维这两兄弟.
因为性能特别突出,所以在各行各业大家都能运用到,例如:已在特种及民用工业的各个领域取得广泛应用.从航天、特种、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等.碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等特种领域、风力发电叶片等工业领域、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等.球棒等体育领域.我是典型的高科技领域中的新型工业材料.
2011开始,碳纤维与5elem组成了一个新的团队,团队名字叫EleHPC,在很多领域都能看到碳纤维的身影,像笔记本、汽车、无人机、智能机器人、工业设备上.
碳纤维材料是什么
碳纤维材料又被称为碳纤维原料.碳纤维,又称碳化纤维,泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料.因为它又轻又坚硬,所以它的用途很广泛.
物理结构与化学特性是前面为直径6微米的碳纤维与后面人类头发的比较每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5至8微米;在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,是由一层层以六角型排列的碳原子所构成;一般碳纤维的密度为1750kg/m3.
导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容量亦比铜低;当加热的时候,碳纤维会变厚而短;虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但可以把它染上不同的颜色
碳纤维主要原材料是什么?
碳纤维主要原材料是石墨微晶.
碳纤维(carbonfiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料.它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料.碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在特种特种和民用方面都是重要材料.它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维.
