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什么是碳纤维?碳纤维有哪些分类?
如题所述
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推荐答案 2023-04-23
碳纤维制品可谓是广泛的分布在我们的生活中,碳纤维是我们制造很多日常用品的很好的材料。那么,什么是碳纤维呢,碳纤维有哪些特点呢,碳纤维跟其他普通的材料相比,有哪些优点呢。其实,碳纤维是有很多种类的,那么,碳纤维有哪些分类,各种不同的分类有哪些优点特性呢?现在小编就来给大家一一介绍一下,希望可以帮助大家了解碳纤维。
什么是碳纤维?
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,在国防军工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。
碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,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。
碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,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。
碳纤维有哪些分类?
碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、1K碳纤制作的管沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维;按性能可分为通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维;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、模量为100G帕左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000兆帕、模量250G帕)和高模型(模量300G帕以上)。强度大于4000兆帕的又称为超高强型;模量大于450G帕的称为超高模型。
随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。
市场上90%以上碳纤维以PAN基碳纤维为主。
由于碳纤维神秘的面纱尚未完全揭开,人们还不能直接用碳或石墨来制取,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)为原料,将有机纤维与塑料树脂结合在一起炭化制得碳纤维。
PAN基碳纤维
PAN基碳纤维的生产工艺主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程:首先通过丙烯腈聚合和纺纱等一系列工艺加工成被称为“母体“的聚丙烯腈纤维或原丝,将这些原丝放入氧化炉中在200到300℃进行氧化,还要在碳化炉中,在温度为1000到2000℃下进行碳化等工序制成碳纤维。
沥青基碳纤维
美国发明了纺织沥青基碳纤维用的含有基金属中间相沥青,原丝经稳定化和碳化后,碳纤维的拉伸强度为3.5G帕,模量为252G帕;法国研制了耐热和高导电的中间相沥青基碳纤维;波兰开发了新型金属涂覆碳纤维的方法,例如涂覆铜的沥青基碳纤维是用混合法制成,先用铜盐与各向同性煤沥青混匀,进行离心纺丝,在空气中稳定化并在高温氢气中处理,得到合金铜的碳纤维。世界沥青基碳纤维的生产能力较小,国内沥青基碳纤维的研究和开发较早,但在开发、生产及应用方面与国外相比有较大的差距。[18-19]
碳纤维按产品规格的不同被划分为宇航级和工业级两类,亦称为小丝束和大丝束。通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维,包括360K和480K等。宇航级碳纤维初期以3K为主,逐渐发展为12K和24K,主要应用于国防军工和高技术,以及体育休闲用品,像飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、球杆球拍等。工业级碳纤维应用于不同民用工业,包括:纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。
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第1个回答 2023-08-25
尽管碳纤维主要由碳组成,微观结构也和石墨接近;然而,人们至今还不能直接用碳或石墨来制取碳纤维,只能采用一些含碳的有机纤维原料,将有机纤维与塑料树脂结合在一起炭化制得碳纤维。 被选用来制备碳纤维的有机纤维主要包括:聚丙烯....聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。
适用于制造碳纤维的前躯体材料类型很多,来源广泛。最常用的原材料有粘胶材料(Rayon)、聚丙烯腈纤维(PAN)、沥青纤维。
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碳纤维是什么
材料?
答:
碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维
。碳纤维耐高温居所有化纤之首,用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成,是制造航天航空等高技术器材的优良材料。由碳元素组成的一种特种纤维,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小,因此比强度和...
碳纤维有几种?
答:
碳纤维有三种分类方法:按原材料碳化分有三种:1.母体是聚丙烯腈
;2.母体是石油或煤沥青;3.母体是粘胶丝或酚醛纤维按加工方法分有两种:1.长单细纤维;2.短纤维或短切纤维按机械性能分有:低弹模、标准弹模、中弹模、高弹模、超高弹模碳纤维。低弹模碳纤维:弹性模量在200GPa以下,强度在3500MPa...
什么是碳纤维?
用在
哪些
方面?
答:
碳纤维(carbon fiber,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,在国防军工和民用方面都是重要材料。
HF20
碳纤维是什么类型
的
碳纤维?
答:
碳纤维的分类:碳纤维按原丝种类可分为聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基及酚醛基等
,按力学性能则可分为通用型(GP)与高性能型(HP)两类。通用型碳纤维强度1000MPa、模量100GPa左右,高性能型碳纤维又可分为:高强型(强度2000MPa、模量250GPa)高模型(模量在300GPa以上)。强度大于4000MPa者称为超高强型;模量大于450GPa者...
什么叫碳纤维?
答:
碳纤维
3K平纹碳纤维布碳纤维 carbon fibre 顾名思义,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。与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量是其3 倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅杨氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。有学者在1981...
请问:有谁知道
碳素纤维是什么
东西?哪里有生产的?
答:
碳素纤维是什么
东西
?碳素纤维
又称
碳纤维
(Carbon Fiber,简称CF)。在国际上被誉为“黑色黄金”,它继石器和钢铁等金属后,被国际上称之为“第三代材料”,因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度,且超轻、耐高温高压。碳纤维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...
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