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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。碳纤维具有十分优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,特别是在2000℃以上的高温惰性环境中,碳材料是唯一强度不下降的物质,是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。除了优异的力学性能外,碳纤维还兼具其他多种优良性能,如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高,非磁体但有电磁屏蔽性等。
碳纤维复合材料的成型工艺多达数十种,其中热压罐工艺是应用较多、最为常见的一种成型方式。将碳纤维预浸料按铺层要求铺放于模具上,将毛坯密封在真空袋后放置于碳纤维热压罐中。在真空状态下,经过热压罐设备升温、加压、保温、降温和卸压等程序,利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力实现固化,从而可以形成表面与内部质量高、形状复杂、面积巨大的碳纤维复合材料制件。
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。碳纤维保温材料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。碳纤维保温材料工厂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。
石墨制品的特点及用途:一、石墨制品具有很好的吸附性。 炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、气味、有毒物质等。我们做过实验,前几天烤肉用过的石墨烤盘看上去非常干净,但放到电磁炉上加热,会看到上次烤肉时吸附的油脂和有害物质会慢慢渗出,不过不用担心,用干净的餐纸擦拭干净即可使用了。二、石墨制品具有很好的导热性,传热快,受热均匀,节约燃料。用石墨制成的烤盘,锅等加热快,而且烧制的食物受热均匀,从里往外熟,加热时间短,不仅味道纯正,而且能锁住食物本来的养分。我们做过实验,用石墨烤盘烤肉时,刚开始电磁炉打到大火,仅20-30秒就能预热,开始烤制食物时只要打在小火上即可,有利用节约能源。
碳纤维硬毡主要有三种:聚丙烯腈基碳毡,黏胶基碳毡和沥青慧碳毡,其中使用的较广的是聚丙烯腈慧碳毡。我们一般说的碳纤维毡就是指聚内烯腈慧碳毡,聚丙烯腈基碳毡还可以分力两类,聚丙烯腈基病纶碳毡和聚丙烯腈基碳毡,它们的不同点在于一个是便用腈纶制造的,还有一个是使用碳纤维原料烧制而成的,前者的作能比后者的畏差,强度,手感,灰度,限度等都是聚丙席睛基碳毯来的好。加工方式不同时话,碳纤维街的9形态也不同,有用碳纤维短切丝加工成的碳纤维拖,有用预氧化纤维丝加工成8碳纤维毡,也有将制成的碳街再次氧化碳化制成的碳纤维毡。
碳纤维作为一种很好的结构材料,已被广泛应用于各种领域。除了质量轻、强度高、耐高温等众多优异的特性之外,碳纤维复合材料的耐腐蚀性特性比其他材料的要更为突出。从碳纤维的制作工艺过程可以看出,碳纤维是一种经过高温碳化、然后经过石墨化处理最终形成的一种类似石墨晶体的一种结构,这中结构本身就具有很高的耐腐蚀的介质,在一些化学介质中,其强度、模量基本保持无变化。但是在实际应用中,碳纤维通常会与树脂等基体材料融合,构成碳纤维复合材料使用,所以碳纤维制品的耐腐蚀性能会与碳纤维本身的耐腐蚀性能有一定的差异。