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碳纤维材料简介

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-09热度:

碳纤维材料是目前人们谈论最多的一种先进材料  轻,硬,弹,型”成为其代名词。
但是许多人对碳纤维的认识模糊不清,仅仅停留在其名字上。
    
碳纤维是由有机纤维经炭化及石墨化处理而得到碳含量大干90%的微晶石墨材料,其微观结构为乱层石墨结构其中,碳含量大于99%的纤维又称石墨纤维”。
显然,碳纤维属于无机高分子纤维。
    
按照碳纤维的轴向强度和模量,可将其分为通用型(强度约1删兆帕、模量约100吉帕)、高强型(强度2M兆帕、模量250吉帕)和高模型(模量大1模糊不清,仅仅停留在其名字上于300吉帕)三个类型。
其中,高强和高模型碳纤维又称为高性能碳纤维。
当碳纤维强度大干4000兆帕时,又称为超高强型碳纤维;
模量大干450吉帕的称为超高模型碳纤维。
随着航天和航空丁业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大干2%。

碳纤维具有四大优势:
第一,质轻(同样体积时,其质量仅为钢材质量的20%—25%);
第二,坚硬(硬度相当于钢材的6—7倍,铝合金的10倍以上);
第三,弹性大(达到或超过钢材弹性);
第四,造型多变(碳纤维的碳含量非常高,可进行多造型的加工)。
显然,碳纤维是山地自行车的车架与轮毅的最佳材料。
但是值得注意的是,碳纤维抗冲击性能相对较弱,容易损伤,特别是在强酸作用下会发生氧化,因此,常常将碳纤维用作增强复合材料,这样不仅避免单独使用碳纤维时抗冲击强度低、容易损伤等缺点,而且大大提高其抗拉强度与比模量。
    
除了用于自行车车架与轮毅材料之外,碳纤维还可以用于其他生活用品制造。
这是由于碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性(如在有机溶剂、酸、碱中均不溶不胀,耐蚀性出类拔萃),兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维,这些可用于制作一些碳纤维布等柔软性用品,如各种织物、毡、席、带、纸等。
    
碳纤维加入到混凝土、金属、各类树脂、陶瓷等材料中可构成复合材料,可用作飞机结构、火箭外壳、汽车板簧、机动船驱动轴、电磁屏蔽除电、工业机器人等材料,还可用作人工韧带等身体代用材料。随着碳纤维生产技术的改进,已经可以使用长纤碳纤维制作国家电网电缆了。


碳纤维材料简介第1张图

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