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科学认知碳纤维的4种分类方式

作者:小智 时间:2020-10-17 15:09:36 浏览:193
摘要:碳纤维是碳纤维复合材料及碳纤维制品的基础与核心,同时也影响着后面两者的综合性能。让我们来科学认知碳纤维的4种分类方式,看看这个黑色的物质到底存在哪些秘密。...

碳纤维是一种含碳量高于90%的无机高分子纤维,不要小看碳(C)这个黑色的物质,它具备的物理和化学性能让人类社会的发展迈开了一大步。目前全世界的科学家们都在研究碳纤维复合材料,寄希望于它能够改变工业行业的现状。
 
碳纤维微观图
 
首先我们需要弄明白一个问题,碳纤维、碳纤维复合材料碳纤维制品之间的关系。碳纤维是含碳量高于90%的纤维,而碳纤维复合材料则是碳纤维与树脂融合形成的组合物质,碳纤维制品是碳纤维复合材料经过技术加工处理制成的产物。
 
碳纤维是碳纤维复合材料及碳纤维制品的基础与核心,同时也影响着后面两者的综合性能。让我们来科学认知碳纤维的4种分类方式,看看这个黑色的物质到底存在哪些秘密。
 
碳纤维预浸料
 
科学认知碳纤维的4种分类方式
 
1、按制造工艺和原料:可划分为前驱体和气相生长法碳(石墨)纤维两大类,其中有机前驱体法按采用的原纤维又可分为黏胶基、聚丙烯腈基、沥青基、酚醛基的碳和石墨纤维。
 
2、按热处理温度和气氛介质:可划分为碳纤维(800~1500℃;N2、H2)、石墨纤维(2000~3000℃,N2或Ar)和活性碳纤维(700~1000℃;水蒸气或CO2+N2)。
 
3、按力学性能:可划分为通用级(GP)和高性能(HP)两大类。GP级通常指拉伸强度<1.2GPa;拉伸模量<50GPa的碳纤维产品;HP又可分为标准型(拉伸强度3.53GPa9拉伸模量230GPa)、高强型(拉伸强度≥4.00GPa)、高模型(拉伸模量≥390GPa)和高强高模型(拉伸强度3.92~4.41GPa、拉伸模量377~588GPa)等。
 
4、按制品形态:可划分为长丝(含不同孔数的束丝和单纱)、束丝短纤维、超细短纤维(气相法含晶须)、织物(布、带、绳)、编织品(三向及多向织物、圆筒管等)以及无纬布、无纺布、毡、纸等多种形态的碳(石墨)纤维及其织物。
 
碳纤维航空领域应用
 
碳纤维的性能多样性,注定了它在科研领域的超强研究难度,同时碳纤维如何与树脂进行高效的融合,生产性能稳定突出的碳纤维复合材料的研究难度同样艰巨。目前热固性碳纤维的研究已经趋于成熟,而热塑性碳纤维的研究才刚刚起步。
 
科研的魅力在于不确定性,通常的原料,不同的配比,制作出来的试验品的性能可能天差地别。严谨的态度和求知的信念,成为科研人坚守和创造力的源泉,正在逐渐打开碳纤维这扇神秘的大门。

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