21世纪的“新材料之王”——碳纤维
2021-08-27 20:00:24
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21世纪的“新材料之王”——碳纤维
碳纤维被誉为21世纪的“新材料之王”,最初用于航空航天等高端行业,近年来,随着技术的成熟和成本的下降,碳纤维逐渐卸下“高冷”面具,越来越多地应用在民用及消费类产品等各个领域。

一、碳纤维的种类和性能

按原丝类型可分为:聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维和酚醛基碳纤维4大类。
按形态可分为:长丝、短纤维和短切纤维。
按力学性能可分为:通用型和高性能型。
按照每束碳纤维中单丝根数,碳纤维可以分为:小丝束和大丝束两大类别。
2. 碳纤维的主要性能特点
2)强度高,抗拉强度在 3500 MPa 以上,比强度为钢的10 倍;
3)模量高,弹性模量在 230 GPa 以上;
4)耐超高温,在非氧化气氛条件下,可在 2000℃时使用;
5)耐低温,在-180℃低温下,碳纤维依旧具有弹性;
6)耐酸、耐油、耐腐蚀、耐久性强;
7)热膨胀系数小,导热系数大,耐急冷急热,即使从 3000℃的高温突然降到室温也不会炸裂;
8)耐磨性好;
9)导电性能良好。
3. 碳纤维的应用形式
1)碳纤维:主要以“缠绕成形法”应用为主;
2)碳纤维织物:主要以“树脂转注成形法”应用为主;
3)碳纤维预浸料:将连续碳纤维或碳纤维织物经树脂浸渍、加热和塑化,成为预浸料;
4)短切碳纤维:短纤维与塑料、金、橡胶等材料进行复合,以增强材料的强度和耐磨性。
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