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碳纤维是一种新型碳材料,是二十一世纪社会发展和工业进步不可缺少的一种工业材料,它代表了一个国家材料科学发展水平。作为一种单体材料,碳纤维集多种优异性能于一体。包括力学性能:高比强度、高比模量、耐摩擦、抗蠕变;热学性能:导热、热容量低、热膨胀系数小;化学性能:耐高温、耐腐蚀;电学、磁学性能。导电、电磁屏蔽性好、X射线透过性好等特点,可广泛应用于摩擦材料、高温保温材料、高档密封材料、防静电材料、C/C复合材料的增强材料、电热及建筑等领域。
碳纤维硬毡保温材料具有优异的保温性能且使用寿命长,尤其在高温下,在真空或者惰性气体中使用时,耐热温度可达2400℃。此外,产品具有自重轻,低热膨胀系数,低吸热性,低放气量等特性,在高端设备领域正在被越来越广泛的使用。应用领域:工业真空炉、高纯硅氢化炉、蓝宝石、光纤的结晶炉、单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉。
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。在化学工业中可作为高纯度腐蚀性化学试剂的过滤材料。以下是炭纤维硬毡与石墨纤维硬毡的区别。炭纤维的炭化温度只有一千多度,制成炭纤维硬毡后的使用温度也就一千多度。炭纤维在隔绝空气下加热到近三千度就成了石墨纤维,制成石墨纤维硬毡后的使用温度可以达到两千多度。如果炭纤维硬毡用于两千多度的保温环境下会发生变化的。
碳纤维是目前已大量生产的高性能纤维中具有比强度和比模量的纤维,作为一种高性能纤维材料,作为一种优异的增强材料,碳纤维与树脂等基体材料的融合,能够提高材料的强度、刚度、减振性、导热性等其它优异性能,碳纤维复合硬毡材料是复合材料家族中应用最广泛的一种,逐渐成为现代高新技术领域最优应用前景的一种复合硬毡材料。我们知道碳纤维复合硬毡材料具有优异的力学性能,这表现在碳纤维的强度方面。根据受力种类,碳纤维的强度可分为四种,抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪切强度,碳纤维复合硬毡材料的抗压强度和抗弯强度在1100MPa以上,抗拉强度达到3000MPa以上,碳纤维复合硬毡材料的层间剪切力也达到了100MPa,而一般碳纤维制品都是采用多层碳纤维预浸料铺陈。
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。真空炉保温材料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。定制真空炉保温材料加工方式不同时话,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。
工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈 (PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶 基碳纤维三大类。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展。由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为当今碳纤维工业生产的主流。