什么是碳纤维
发布时间：2023-11-13 09:17:54 | 寻车网
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什么是碳纤维
含碳量在 90％以上的高强度高模量纤维。含碳量在99％以上的称为石墨纤维。碳纤维具有元素碳的各种优良性能，如比重小、耐热性极好、热膨胀系数小、导热系数大、耐腐蚀性和导电性良好等。同时，它又具有纤维般的柔曲性，可进行编织加工和缠绕成型。碳纤维最优良的性能是比强度和比模量超过一般的增强纤维，它和树脂形成的复合材料的比强度和比模量比钢和铝合金还高3倍左右。碳纤维复合材料应用在航天、导弹和运动器材上，可以显著减轻重量，提高有效载荷，改善性能，是航天工业的重要结构材料。由于成本降低，碳纤维已逐步扩大用在民用工业，如汽车工业和运动器材等方面。1981 年世界碳纤维产量约为 1500吨，日本的产量占一半以上。碳纤维的特性
目前各国工业用的碳纤维原料有聚丙烯纤维、黏胶丝和沥青纤维三种。聚丙烯基碳纤维性能好，碳化得率较高(50～60％)，因此以聚丙烯制造的碳纤维约占总碳纤维产量的 95％。以黏胶丝为原料制碳纤维碳化得率只有20～30％，这种碳纤维碱金属含量低，特别适宜作烧蚀材料。以沥青纤维为原料时，碳化得率高达80～90％，成本最低，是正在发展的品种。根据使用要求和热处理温度的不同，碳纤维分为耐燃纤维、碳纤维和石墨纤维。例如 300～350℃热处理时得耐燃纤维；1000～1500℃热处理时得碳纤维，含碳量为 90～95％；碳纤维经 2000℃以上高温处理可以制得石墨纤维，含碳量高达99％以上。
最早的碳纤维是 1880 年由爱迪生研制成功的，用作电灯丝。后直到50年代初，随着空间技术的发展，需要有优良性能的结构材料，许多工业发达国家开始重视碳纤维的研究工作，到60年代获得迅速的发展
碳纤维干什么用
碳纤维 具有轻质、高强、高模、耐腐蚀、导电、屏蔽性能好、吸波性高等特点，主要应用于军工、航空航天等高科技领域。但随着经济的高速发展，碳纤维的优异性能在民用领域的应用也日益广泛。
短切碳纤维的主要应用领域包括：
1 增强改性塑料：尼龙（PA）、
聚丙烯
（PP）、
聚碳酸酯
（PC）、酚醛（PF）、
聚四氟乙烯
（PTFE）、聚酰亚胺（PI）等；
2 建筑领域：碳纤维增强水泥、导电涂料、防静电地平等；
3 电热领域：导电纸、电热板、导电表面毡、针刺毡等；
4 屏蔽材料：制造屏蔽烟雾、屏蔽幕墙等；
5 隔热保温材料：碳纤维增强耐火坯和砖、碳纤维增强陶瓷等； 寻车网
6 新能源领域：燃料电池的电极等。
扩展资料：
物理性质
碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征。它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
化学性质
碳纤维的化学性质与碳相似，对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题。但其耐冲击性较差，容易损伤。碳纤维还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好， 比热 及导电性介于非金属和金属之间， 热膨胀系数 小且具有各向异性，耐腐蚀性好， X射线 透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
碳纤维与传统的 玻璃纤维 相比， 杨氏模量 是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。
要想得到质量好碳纤维，需要注意一下技术要点：
（1）实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始。原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本。优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件。
（2）杂质缺陷最少化，这是提高碳纤维 拉伸强度 的根本措施，也是科技工作者研究的热门课题。在某种意义上说，提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。
参考资料：
百度百科——碳纤维
碳纤维是有机材料还是无机材料
碳纤维是无机材料。
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。
碳纤维发展展望：
20世纪90年代初，高性能及超高性能炭纤维已问世，预料今后工作将致力于完善工艺、扩大生产、降低成本和开发应用。
一些特种碳纤维，如抗氧化碳纤维（以提高复合材料的使用温度）、低纤度碳纤维(做0.035mm超薄型预浸带用、高导热低电阻碳纤维（以满足屏蔽电磁、射频干扰用，并可散发多余的热能）、低热膨胀系数碳纤维（供卫星天线系统、反射镜等用）。
中空碳纤维（用于飞机制造工业，提高复合材料的冲击韧性，核反应堆中的高温过滤介质，分离生物分子血清和血浆用的介质）和活性碳纤维，随着科学及工程的发展会有很大发展。气相生长碳纤维近期内在稳定工艺，连续化生产方面会有明显进展，工业化生产的日期预料不会太远。
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