碳纤维是什么材料?


碳纤维是什么材料?

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碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工型,是新一代增强纤维 。
【拓展资料】
一、概况
在复合材料大家族中,纤维增强材料一直是人们关注的焦点 。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机 。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料 。
二、结构
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上 。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度 。碳纤维比重小,因此有很高的比强度 。
【碳纤维是什么材料?】碳纤维是由含碳量较高,在热处理过程中不熔融的人造化学纤维,经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的 。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉d性模量为23000~43000Mpa亦高于钢 。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高 。
三、优势
高强度(是钢铁的5倍)
出色的耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)
出色的抗热冲击性
低热膨胀系数(变形量小)
热容量小(节能)
比重小(钢的1/5)
优秀的抗腐蚀与辐射性能
碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维 。
碳纤维耐高温居所有化纤之首,用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成,是制造航天航空等高技术器材的优良材料 。
由碳元素组成的一种特种纤维,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量 。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高 。
扩展资料:
碳纤维是军事强国必争之材
实际上,被誉为“新材料之王”的碳纤维,特别是在军用上的高强度碳纤维原丝及其生产技术,是西方国家严格禁运的最重要技术 。
由于其可用于国防军工制造武器,一定强度以上的碳纤维需要获得批准才能出口,达到与核武器技术相提并论的禁运等级 。
在迅迟冷战时期,碳纤维生产技术属于技术密集型和政治敏感材料,以美国为首的巴黎统筹委员会对当时的社会主义阵营实行禁运 。
战争结束后,由于碳纤维的高技术含量、高利润回报,西方国家仍然对发展中国家实施差昌凳禁运,尤其是在聚丙烯腈(PAN)原丝生产技术进口方面,即使有的国家已加入了世界贸易组织,也没有多少改变 。