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碳碳復(fù)合材料(Material)是由碳纖維增強碳基體制備的碳基復(fù)合材料。其最早產(chǎn)生可以追溯(trace back)到1881年愛迪生為了提高燈絲壽命(lifetime)將碳絲在氫氣中加熱形成裂解碳,共同組成碳碳復(fù)合材料雛形(prototype)?,F(xiàn)代意義上的碳碳復(fù)合材料是由美國的Chance Vought航空公司在測定碳纖維增強酚(phenol)醛(aldehyde)基復(fù)合材料中碳纖維包含比重,由于實驗(experiment)失誤,聚合物沒有被氧化(oxidation)而是被碳化了,意外得到碳基體。該公司對其進行分析(Analyse)和實驗發(fā)現(xiàn)所得的纖維增強碳基體復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異的性能是一種新型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。從此復(fù)合材料家族又增添了新成員。根據(jù)碳碳復(fù)合材料的用途不同的碳纖維和碳基體用于制備碳碳復(fù)合材料。制備碳碳復(fù)合材料的碳纖維有:粘膠基碳纖維、瀝青基碳纖維、聚丙烯晴基(PAN)碳纖維等。碳基體不同包括(bāo kuò):樹脂(Resin)碳、瀝青碳和熱解碳等。
123456 碳碳復(fù)合材料(Material)具有一些獨特(釋義:特有的、特別的)的優(yōu)點 :
( 1 )密度較低,其密度一般小于2g/m³。
(2)熔點比較高,其可承受2000℃的高溫而不融化,也是現(xiàn)今惰性環(huán)境下高溫力學(xué)性能最好的材料。
(3)力學(xué)性能好,在惰性條件下,碳(C)碳復(fù)合材料(Material)的強度(strength)隨溫度(temperature)的升高而不斷增加。至1200℃時強度最大值,然后逐漸降低,至2000℃時,強度與室溫強度接近,2000℃以后,強度逐漸降低,塑性增加。
(4)摩擦系數(shù)小,其存在石墨(化學(xué)式C )微晶,耐摩擦性能優(yōu)異。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,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。碳纖維配件一種含碳量在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。
內(nèi)容來自123456 (5)熱膨脹(inflate)系數(shù)低,這是因為碳碳符合材料(Material)耐高溫的特性。
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度大,硬度高,遠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。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家(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),保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴(yán)格控制。
(6)比強度(strength)、模量高。由于其低密度、強度特別高的、高模量。因此其比強度、比模量高,符合現(xiàn)代結(jié)構(gòu)或裝備(Equipment)材料輕型化要求。
(7)優(yōu)異的抗燒蝕性能。碳碳復(fù)合材料(Material)是一種升華(sublimation)一輻射(Radiation)型燒蝕材料,被燒蝕時吸收的熱量(Heat)高,向周圍輻射的熱流大,燒蝕均勻(jūn yún)。因為這些優(yōu)點使得碳碳材料在軍事領(lǐng)域航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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