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碳(C)纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)纖維、粘膠絲或酚(phenol)醛(aldehyde)纖維經(jīng)碳化制得;按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。
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。通用型碳纖維強(qiáng)度(strength)為1000兆帕、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型和高模型。強(qiáng)度大于4000MPa的又稱為超高強(qiáng)型;模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展,還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維,其延伸率(δ)大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。 目前應(yīng)用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。碳纖維的制造包括(bāo kuò)纖維紡絲、熱穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)化、碳化、石墨(化學(xué)式C )化等4個過程(guò chéng)。其間伴隨的化學(xué)變化包括,脫氫(Hydrogen)、環(huán)化、預(yù)氧(Oxygen)化、氧(Oxygen)化及脫氧(降低氧含量)(Oxygen)等。
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一、按碳(C)纖維原絲不同主要可以分為 1,PAN基碳纖維布; 2,黏膠基碳纖維布; 3,瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)基碳纖維布
二、按碳(C)纖維規(guī)格(specifications)不同主要可以分為 1,1K碳纖維布; 2,3K碳纖維布,3,6K碳纖維布; 4,12K碳纖維布; 5,24K及以上大絲束碳纖維布
三、按碳(C)纖維炭化不同主要可以分為 1,石墨(化學(xué)式C )化碳纖維布,可以耐2000—3000度高溫; 2,碳纖維布,可以耐1000度左右高溫, 3,預(yù)氧(Oxygen)化碳纖維布,可以耐200—300度高溫
四、按織造方式方法的不同主要可以分為 1,機(jī)織碳(C)纖維布,主要有平紋布,斜紋布,緞紋布,單向布等; 2,針織碳纖維布,主要有經(jīng)編布,緯編布,圓機(jī)布,橫機(jī)布等; 3,編織(to braid)碳纖維布,主要有套管,盤根,編織帶,二維布,三維布,立體編織布等; 4,碳纖維預(yù)浸布,主要有干法預(yù)浸布;濕法預(yù)浸布;單向預(yù)浸布;預(yù)浸帶;無托布;有托布等; 5,碳纖維無紡布,非織造布,即碳纖維氈,碳?xì)?包括(bāo kuò)短切氈,連續(xù)(Continuity)氈,表面氈,針刺氈,縫合氈等。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(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。
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