碳(C)是地球上最基礎(chǔ)的元素,自然界中的生物體都是以它為基本結(jié)構(gòu)的。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中,纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)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(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進(jìn),使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。它又是非常多變的元素,既有金屬的特性,又有非金屬的性能,在自然界中以多種方式方法存在。難以想象,黑色可燃燒的煤炭(coal)和透明堅(jiān)硬的金剛石是由同一種元素組成的,在碳纖維的制作過程(guò chéng)中,有一個(gè)很重要步驟(procedure),那就是石墨(化學(xué)式C )化。本文就來給大家講一下碳纖維的石墨化過程。
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碳(C)纖維可以分為好幾種,例如粘膠基碳(C)纖維、瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)基碳(C)纖維、聚丙烯腈基碳(C)纖維、酚(phenol)醛(aldehyde)基碳(C)纖維等。
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。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。最早發(fā)明的是粘膠基碳纖維,而現(xiàn)在使用最廣泛(extensive)的要數(shù)聚丙烯腈碳纖維,達(dá)到所有碳纖維使用量的90%。在這篇文章中,詳細(xì)(xiáng xì)給大家說了它的一些特性,有興趣的朋友們可以看看。 要將粘膠、聚丙烯腈原絲制成碳纖維,有兩個(gè)過程(guò chéng)必不可少,一個(gè)是碳化,還有一個(gè)就是石墨(化學(xué)式C )化了。碳化的溫度(temperature)在1500℃左右,為的是篩除碳原子(化學(xué)式:C) 以外的元素。而石墨化的過程需要3000℃的高溫,為的是使碳元素的包含比重更高,并提高纖維的強(qiáng)度(strength)和模量,讓它的性能更加好,符合人們的需求。 因?yàn)槭w維和碳纖維之間沒有太明顯的分界線,所以為了區(qū)分它們,人們以含碳量的多少來做分別,含碳量在92%~95%之間,模量在344GPa以下的為碳纖維,含碳量在99%以上,模量在344GPa以上的是石墨纖維。如果你需要碳纖維材料(Material)的話,歡迎致電公司(Company),我們生產(chǎn)(Produce)的產(chǎn)品(Product)質(zhì)量好,還提供免費(fèi)打樣服務(wù)(fú wù)哦。
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