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碳纖維炭素原料的煅燒
1.原料煅燒的目的是什么?原料煅燒質(zhì)量指標(biāo)有哪幾項(xiàng)?
碳(C)纖維都知道它具有密度(單位:g/cm3或kg/m3)小.硬度(Hardness)強(qiáng)等特點(diǎn).而碳纖維原料煅燒目的也是在于此:
1)排除(Remove)原料中的水分和揮發(fā)份。
碳纖維復(fù)合材料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(dǎo)電、導(dǎo)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(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。
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?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)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(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。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。 2)提高原料的密度(單位:g/cm3或kg/m3)和機(jī)械強(qiáng)度(strength)。 3)改善原料的導(dǎo)電性能。 4)提高原料的抗氧(Oxygen)化(oxidation)性能。原料的煅燒質(zhì)量一般用粉末比電阻(resistance)和真密度兩項(xiàng)指棟控制(control)。原料的煅燒程度越高,則煅后料粉末比電阻越低,同時(shí)真密度也越高。 2.煅燒溫度(temperature)如何確定?實(shí)驗(yàn)(experiment)表明,經(jīng)過1300℃煅燒的碳(C)質(zhì)原料已達(dá)到充分收縮,因此通常的煅燒溫度選擇(xuanze)1300℃左右比較合適。如果煅燒溫度過低,碳纖維原料就得不到充分收縮,原料中揮發(fā)份不能完全排除) 原料的理化性能不能達(dá)到均勻(jūn yún)穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動(dòng)),在下一步焙燒過程(guò chéng)中原料顆粒會(huì)再次收縮,會(huì)導(dǎo)致(cause)制品變形或產(chǎn)生裂紋,而且碳纖維制品的密度和機(jī)械強(qiáng)度都比較低。為了避免碳質(zhì)原料顆粒在焙燒熱處理(chǔ lǐ)時(shí)產(chǎn)生再收縮,一般煅燒溫度應(yīng)高于焙燒溫度。如果煅燒溫度過高,原料體積(volume)密度降低(reduce),碳纖維制品機(jī)械強(qiáng)度下降(descend),而且砌筑煅燒爐的防火材料(Material)也不允許煅燒溫度提得過高。因此,合適的煅燒溫度是既可以保證煅燒物料的質(zhì)量,又可以增加煅燒設(shè)備的使用的時(shí)長(zhǎng)(lifetime)。根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)(Produce)經(jīng)驗(yàn)(experience),碳質(zhì)原料的煅燒溫度一般為1250~1380℃。這也是為什么碳纖維材料雖然比鋼.鐵之類的金屬制品重量輕.薄.但是強(qiáng)度大.密度更小.使用壽命更長(zhǎng)的原因
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