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瀝青(成分:瀝青質和樹脂)是熱塑性物質,未經(jīng)穩(wěn)定化不能在氮氣中碳(C)化,這是因為瀝青纖維在高溫下不能保持纖維形狀而會軟化、熔融。
碳纖維復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(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。在碳化前,必須氧(Oxygen)化處理(chǔ lǐ)將其從熱塑性變?yōu)闊峁绦?,氧化(oxidation)可以在氣相和液相中進行。氣體可以是氧氣、超氧、空氣、氧/氮混合氣、NO2、SO2、SO3及其他氧化氣氛。液相可以是氨氮水(Nitric acid)、硫(化學符號:S)酸、高錳(manganese)酸鉀(Potassium)(化學式KMnO4)、過氧化氫(Hydrogen)等氧化性液體。氧化處理的方法非常多,但最普遍的是空氣氧化法,它可以降低(reduce)成本和最大化減少感染。氧化工藝的主要參數(shù)(parameter)包括(bāo kuò)溫度(temperature)、時間、氧化劑包含比重及對纖維所加張力(解釋:物體受到拉力作用時的相互牽引力)。氧化程度是氧含量、溫度和時間的函數(shù),而氧化程度直接影響著碳纖維的性能。從北京化工大學曾民教授研究(research)組的研究結果,發(fā)現(xiàn)如氧化程度低,纖維在碳化時熔融;
內(nèi)容來自123456 若過高,則碳(C)纖維性能變差。
碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,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。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,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。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(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,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。各向同性纖維的氧(Oxygen)包含比重為20%左右,而各向異性為8%~10%。由于結構和組成的不同,在空氣相同量的條件下,各向同性瀝青(成分:瀝青質和樹脂)纖維的氧化(oxidation)時間要長于各向異性瀝青纖維。各向同性瀝青纖維最終氧化溫度(temperature)為325~340℃,而各向異性瀝青纖維為300~310℃,在氧化過程(guò chéng)中,元素變化結果在不同氧化溫度下纖維元素組成的不同的變化,這是因為各向同性瀝青縮聚低,軟化點也低,而氫(Hydrogen)含量高,因此,在氧化過程中,各向同性瀝青經(jīng)氧化、脫氫、交聯(lián)和環(huán)化反應而形成耐熱性的氧橋結構需要的時間長于各向異性,而且形成結構的無序性也高于各向異性瀝青纖維。
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