1樓:景田不是百歲山
碳纖維由碳元素組成的一種特種纖維。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小,因此比強度和比模量高。
碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等複合,製造先進複合材料。碳纖維增強環氧樹脂複合材料,其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。
2樓:炎舞南冬
碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不鏽鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導電,具有許多寶貴的電學、熱學和力學效能的新型材料。用碳纖維與塑料製成的複合材料所做的飛機不但輕巧,而且消耗動力少,推力大,噪音小;用碳纖維制電子計算機的磁碟,能提高計算機的儲存量和運算速度;用碳纖維增強塑料來製造衛星和火箭等宇宙飛行器,機械強度高,質量小,可節約大量的燃料。
2023年發生在南聯盟科索沃的戰爭中,北約使用石墨炸彈破壞了南聯盟大部分電力**,其原理就是產生了覆蓋大範圍地區的碳纖維雲,這些導電性纖維使供電系統短路。
目前,人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維,只能採用一些含碳的有機纖維(如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等)做原料,將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起,放在稀有氣體的氣氛中,在一定壓強下強熱炭化而成
碳纖維是纖維狀的碳材料,其化學組成中含碳量在90%以上。由於碳的單質在高溫下不能熔化(在3800k以上升華),而在各種溶劑中都不溶解,所以迄今無法用碳的單質來制碳纖維。
碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來製取。上前世界上產生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化製得的。其產生的步驟為a預氧化:
在空氣中加熱,維持在200-300度數十至數百分鐘。預氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構,以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態。b碳化:
在惰性氣氛中加熱至1200-1600度,維持數分至數十分鐘,就可生成產品碳纖維;所用的惰性氣體可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣,但一般多用高純氮氣。c石墨化:再在惰性氣氛(一般為高純氬氣)加熱至2000-3000度,維持數秒至數十秒鐘;這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。
碳纖維有極好的纖度(纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數),一般僅約為19克;拉力高達300kg/mm2;還有耐高溫、耐腐蝕、導電、傳熱、彭脹係數小等一系列優異效能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那麼多的優異效能。
目前,碳纖維主要是製成碳纖維增強塑料來應用。這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優越,用途非常廣泛,如製造火箭、宇宙飛船等重要材料;製造噴氣式發動機;製造耐腐蝕化工裝置等。
碳纖維carbon fibre
含碳量高於90%的無機高分子纖維 。其中含碳量高於99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹係數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,x射線透過性好。
但其耐衝擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬複合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理
碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化製得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學效能分為通用型和高效能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕(mpa)、模量為100gpa左右。高效能型碳纖維又分為高強型(強度2000mpa、模量250gpa)和高模型(模量300gpa以上)。
強度大於4000mpa的又稱為超高強型;模量大於450gpa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展,還出現了高強高伸型碳纖維,其延伸率大於2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成複合材料。碳纖維增強的複合材料可用作飛機結構材料、電磁遮蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
碳纖維是什麼材料?
3樓:良爺良爺
碳纖維是含碳量在90%以上的高強度高模量纖維。
碳纖維耐高溫居所有化纖之首,用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成,是製造航天航空等高技術器材的優良材料。
由碳元素組成的一種特種纖維,由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小,因此比強度和比模量高。
4樓:半罐
碳纖維是由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成,含碳量高於90%的無機高效能纖維,是一種力學效能優異的新材料,具有碳材料的固有本性特徵,又兼備紡織纖維的柔軟可加工型,是新一代增強纖維。
【拓展資料】
一、概況
在複合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂複合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的複合材料相繼研製成功,效能不斷得到改進,使其複合材料領域呈現出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維複合材料。
二、結構
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維,經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝製成的。
碳纖維是一種力學效能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂複合材料抗拉強度一般都在3500mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000mpa亦高於鋼。因此cfrp的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000mpa/(g/cm3)以上,而a3鋼的比強度僅為59mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。
三、優勢
高強度(是鋼鐵的5倍)
出色的耐熱性(可以耐受2000℃以上的高溫)
出色的抗熱衝擊性
低熱膨脹係數(變形量小)
熱容量小(節能)
比重小(鋼的1/5)
優秀的抗腐蝕與輻射效能
5樓:僕榆信莊靜
01 碳纖維是含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性,外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。
碳纖維是含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成。
是製造航天航空等高技術器材的優良材料。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小,因此比強度和比模量高。
碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等複合,製造先進複合材料。碳纖維增強環氧樹脂複合材料,其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。
現代碳纖維工業化的路線是前驅纖維炭化工藝法,製造碳纖維用的原纖維名稱化學組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(c6h10o5)n4521~35聚丙烯腈纖維(c3h3n)n6840~55瀝青纖維c,h9580~90採用這3種原纖維製造炭纖維的流程都包括:穩定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),碳化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與複合材料基質的粘接效能需進行表面處理、上漿、乾燥等工序。
另一種製造碳纖維的方法是氣相生長法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,於1000℃高溫下反應,可製得不連續的短切碳纖維,最大長度可達50 cm。其結構不同於聚丙烯腈基或瀝青基碳纖維,易石墨化,力學效能良好,導電性高,易形成層間化合物。
6樓:英特力碳纖維
碳纖維(carbon fiber,簡稱cf),是一種含碳量在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,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內剛",質量比金屬鋁輕,但強度卻高於鋼鐵,並且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。
它不僅具有碳材料的固有本徵特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
碳纖維具有許多優良效能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比效能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹係數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,x射線透過性好。良好的導電導熱效能、電磁遮蔽性好等。
碳纖維與傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉縴維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、鹼中不溶不脹,耐蝕性突出。
7樓:鄭州科瑞耐火材料****
從專業角度來說,應該叫炭纖維,碳只是針對於碳元素而言,兩者有區別。
目前炭纖維一般不單獨使用,可和其他材料一起復合,比如玻璃鋼,炭炭複合材料,炭纖維在裡面起到增強增韌作用。
屬於材料科學與工程下屬的複合材料學科。
8樓:完雅愛雙慧
碳纖維材料成品的代表是作為碳纖維電地暖,利用碳纖維的電阻大,將電能幾乎零浪費的前提下轉換成熱能。但是當今所面臨的就是如何將碳纖維材料與金屬線更好的結合起來。河北聖佳電子科技****作為碳纖維電地暖行業的領導者,一直致力於碳纖維採暖的研發與生產。
9樓:匿名使用者
碳纖維屬於高分子材料,是目前材料領域強度最高的一種材料,強度達4900mpa以上,是普通鋼強度的10倍以上,同時具有良好的導電、耐酸鹼、耐高溫、x射線透過率等諸多優良特性的材料。
碳纖維屬於複合材料嗎,碳纖維是否是複合材料
碳纖維本身不是複合材料,但是複合材料的基體。碳纖維是含碳量高於90 的無機高分子纖維。其中含碳量高於99 的稱石墨纖維。碳纖維的 微觀結構類似人造石墨,是亂層石墨結構。碳纖維各層面間的間距約為3.39到3.42a,各平行層面間的各個碳原子,排列不如石墨那樣規整,層與層之間借 範德華力連線在一起。主要...
碳纖維能否用於注塑?(22),碳纖維複合材料產品注塑需要注意什麼問題
1 碳纖維可以用於注塑的。2 碳纖維 carbon fiber,簡稱cf 是一種含碳量在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,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維 外柔內剛 質量比金屬鋁輕,但強度卻高於鋼鐵,並且具有耐腐蝕 高模量...
碳纖維材料的缺點
缺點有以下三種 1 碳纖維材料對人力成本的需求大。2 碳纖維材料的加工生產效率不高。3 碳纖維材料加工時需要進行復雜的應力計算。碳纖維 carbon fiber,簡稱cf 是一種含碳量在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,經碳化及石墨化處...