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石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸,强碱及有机溶剂的侵蚀。并且还具有很好的导热性,传热快,受热均匀,节约燃料。由于石墨具有许多优良的性能,因而石墨制品在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。碳石墨是石墨制品的一种类型,其摩擦系数低、耐腐蚀性良好、导热性好、线膨胀系数低、组对性能及耐温性能好等优良特点。是机械密封行业适用范围广的摩擦副组对材料,具有良好的自润滑性能。碳纤维和石墨纤维都是当前发展宇航不可缺少的复合材料的原料之一。所以碳石墨(浸渍金属石墨)材料的用途极广,有广阔的发展前途。
汽车、风能、航空航天三大领域应用将驱动碳纤维及其复合材料需求快速增长,13-18 年碳纤维需求复合增长率为17%。在汽车、航空等领域对轻质高强材料需求增加的大背景下,碳纤维及其复合材料处于较快的发展阶段。根据我们的预测,全球碳纤维需求将从2013 年的46500 吨增长到2018 年的101420 吨,年复合增长率为17%。其中增速最快的是汽车和风机叶片领域,年复合增长率分别为41%和15%。全球碳纤维市场外资垄断,发展下游碳纤维复合材料的成长空间更为广阔。
用碳纤维来制作的产品部件目前已经有了很多,大部分部件并非标准的板材和管材制品,处于应用场景需求会有这种弧度和造型的要求,碳纤维复合材料拥有很好的可塑性,树脂在模具流动能够实现多种复杂的造型,这类异形件在目前定制领域需求量巨大。对于造型复杂的异形件制品,想要用碳纤维来实现的话需要前期设计好三维图纸,根据图纸来制作专门加工的模具,模具制作出来之后才能进行碳纤维预浸料铺设,固化成型等一系列的流程,最终生产出来成品的碳纤维异形件。对于高精度异形件前期需要进行较多的测算、实验,整理出最优的设计方案和加工方式出来才能制作出复合要求的碳纤维异形件制品,期间的设计、原材料选择、模具品质、施工质量把控等任何一个环节都需要严谨实施,任何环节的疏忽都会影响产品的最终品质。
石墨毡因选用原毡的不同分为沥青基石墨毡、聚丙烯腈基(PAN基)石墨毡和黏胶基石墨毡三种,主要用途是作为单晶硅冶炼炉的保温、隔热材料。真空炉断热在化学工业中可作为高纯度腐蚀性化学试剂的过滤材料。真空炉断热工厂工艺将聚丙烯腈基炭毡或黏胶基炭毡裁成所需尺寸,卷成筒状装入石墨材料做的容器内,将石墨容器置于高温炉内(高温炉为石墨管炉、中频、高频感应炉或其他加热形式的高温炉),用抽真空或通高纯惰性气体保护,以100~300℃/h的升温速率加热到2200~2500℃,再自然冷却至100℃即得。
碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、 高温状态下碳化而制得。目前制约我国碳纤维发展的首要原因是 PAN原丝质量不过关,其它原因还有生产技术及设备等。随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足军工和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是我国碳纤维工业发展亟待解决的问题。碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品。