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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(shù)脂)纖維、粘膠絲或酚(phenol)醛(aldehyde)纖維經(jīng)碳(C)化制得。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國(guó)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征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。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(guò)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。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,無(wú)蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過(guò)性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。應(yīng)用較普遍的碳(C)纖維主要是聚丙烯腈碳(C)纖維和瀝青碳(C)纖維。碳(C)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(méi)有變動(dòng))化(預(yù)氧(Oxygen)化(oxidation))、碳(C)化、石墨(化學(xué)式C )化等4個(gè)過(guò)程(guò chéng)。其間伴隨的化學(xué)變化包括,脫氫(Hydrogen)、環(huán)化、預(yù)氧化、氧化及脫氧(降低氧含量)等。從粘膠纖維制取高力學(xué)性能的碳(C)纖維必須經(jīng)高溫拉伸石墨化,碳(C)化收率低,技術(shù)難度(difficulty)大、設(shè)備(shèbèi)復(fù)雜,產(chǎn)品(Product)主要為耐燒蝕材料(Material)及隔熱材料所用;由瀝青制取碳(C)纖維,原料來(lái)源豐富(plump),碳(C)化收率高,但因原料調(diào)制復(fù)雜、產(chǎn)品性能較低,亦未得到大規(guī)模發(fā)展;由聚丙烯腈纖維原絲可制得高性能的碳(C)纖維,其生產(chǎn)(Produce)工藝較其它方法簡(jiǎn)單力學(xué)性能優(yōu)良,自20世紀(jì)60年代后在碳(C)纖維工業(yè)發(fā)展良好。
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