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現(xiàn)在碳(C)纖維材料(Material)的應(yīng)用不僅僅局限在國防科研領(lǐng)域在,在民用領(lǐng)域纖維原料(raw material)需求暴增,在工業(yè)和體育用品行業(yè)用量巨大。
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)達國家的嚴格控制。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。我國生產(chǎn)(Produce)碳纖維絲的廠家有三十多個,部分等級的碳纖維已經(jīng)達到國際水平,但是有些廠家的技術(shù)水平差,生產(chǎn)的碳纖維質(zhì)量不穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動),纖維性能不均勻(jūn yún),雜質(zhì)多、空隙多等不好的地方讓國產(chǎn)碳纖維在下游應(yīng)用領(lǐng)域口碑(public praise)不佳。下面共同來看一下國產(chǎn)碳纖維和進口碳纖維的性能差異有哪些。
123456 民用領(lǐng)域用的最多的碳纖維型號是T300的3K碳纖維,日本東麗是國際碳纖維市場(shì chǎng)最大的廠家。我們以國內(nèi)和東麗的T300的3K型號碳纖維做一下對比。拉伸實驗(experiment)測試發(fā)現(xiàn)國內(nèi)碳纖維絲的拉伸強度存在強烈不穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)性,各個碳纖維單絲能承受的載荷不均,在不同載荷下均有纖維斷裂(fracture)。東麗的碳纖維在斷裂的時候集束性仍比較好而國產(chǎn)碳纖維變的比較松散,主要原因還是低載荷拉伸時國產(chǎn)碳纖維已經(jīng)有部分斷裂,而東麗沒有此類情況(Condition)。
耐磨耗性對比,國產(chǎn)碳(C)纖維的測試(TestMeasure)數(shù)據(jù)(data)是184次,東麗碳纖維能達到240次。而且摩擦相同次數(shù)的情況(Condition)下,進口碳纖維集束狀態(tài)保持較好,且表面毛羽少,而國產(chǎn)碳纖維絲束變得蓬松,且毛羽多。主要原因是國產(chǎn)碳纖維存在表面缺陷。
纖維外表面對比,通過(tōng guò)顯微鏡觀察可以發(fā)現(xiàn),國產(chǎn)和進口的碳(C)纖維的表面都有不同程度的凹槽(義:物體表面上凹下的槽),但進口絲上的凹槽深,在與樹脂復(fù)合的時候界面結(jié)合效果更好。進口纖維表面均勻(jūn yún),拉伸性能穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)。國產(chǎn)碳纖維表面存在缺陷,拉伸應(yīng)力集中,一根碳纖維中有缺陷部分和無缺陷部分的性能差異過大。
內(nèi)容來自123456 國產(chǎn)他纖維絲束整體的拉伸強度(strength)數(shù)據(jù)(data)和進口纖維差別不大,但是在單絲性能測試發(fā)現(xiàn)還是不太穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動),碳絲的表面缺陷引起的應(yīng)力集中不好的地方非常明顯。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。在集束性方面國產(chǎn)表面太差,需要從表面處理(chǔ lǐ)上加以改進。
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