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廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司
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更新時間:2018-05-16 14:53:35瀏覽次數(shù):143次
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一、碳纖維復(fù)合材料的展和戰(zhàn)略地位865357465(不是)
碳纖維的出現(xiàn)是材料*的一次革命。碳纖維是目前世界的高性能材料,具有高強(qiáng)、高模量、耐高溫、抗疲勞、導(dǎo)電、質(zhì)輕、易加工等多種優(yōu)異性能,正逐步征服和取代傳統(tǒng)材料?,F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于天、和域。世界各均把展高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)放在極其重要的位置。碳纖維除了在域上的重要應(yīng)用外,在民品的展上有著更加廣闊的間,并已經(jīng)開始深入到計民生的各個域。在機(jī)械電子、建筑材料、文體、化工、療等各個域碳纖維有著*的應(yīng)用優(yōu)。
碳纖維是50年代初應(yīng)火箭、宇及等*科學(xué)技術(shù)的需要而產(chǎn)生的。80年代期,高性能及超高性能的碳纖維相繼出現(xiàn),這在技術(shù)上是又一次飛躍,同時也標(biāo)志著碳纖維的研究和生產(chǎn)已進(jìn)入一個高階段。經(jīng)過二十多年的展,碳纖維及其復(fù)合材料已從初創(chuàng)期轉(zhuǎn)入增長展期,其工業(yè)地位已基本確立,、日、英、法、德等的碳纖維產(chǎn)量已經(jīng)占世界產(chǎn)量的絕大部分,并已逐步形成壟斷優(yōu)。
我對碳纖維的研究由于起步較晚,技術(shù)力量薄弱,雖然碳纖維及其復(fù)合材料在我已被納入“863”和“973”計劃,但總體情況不盡理想,我仍不具備成熟的碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),防和民用碳纖維產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口。
二、碳纖維復(fù)合材料的性能和用途
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,是由含碳量較高、在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。其含碳量隨種類不同而異,一般90以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工性好,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的,且碳纖維比重小。
1、碳纖維的化學(xué)性能
碳纖維是一種纖維狀的碳素材料。我們知道碳素材料是化學(xué)性能穩(wěn)定性*的物質(zhì)之一。這是歷*早就被人類認(rèn)識的碳素材料的特征之一。除強(qiáng)氧化性酸等特殊物質(zhì)外,在常溫常壓附近,幾乎為化學(xué)惰性??梢哉J(rèn)為在普通的工作溫≤250℃環(huán)境下使用,很難觀察到碳纖維生化學(xué)變化。根據(jù)有關(guān)資料介紹,從碳素材料的化學(xué)性質(zhì)分析,在≤250℃環(huán)境下,碳素材料既沒有明顯的氧化生,也沒有生成碳化物和層間化合物生成。由于碳素材料具有氣孔結(jié)構(gòu),因此氣孔率高達(dá)25%左右,在加熱過程易產(chǎn)生吸附氣體脫氣情況,這樣的過程更有利于我們穩(wěn)定電氣性能和在電熱域的應(yīng)用。
2、碳纖維的物理性能
(a)熱學(xué)性質(zhì):碳素材料因石墨晶體的高各向異性,而不同于一般固體物質(zhì)與溫的依存性,從工業(yè)的應(yīng)用角來看,碳素材料比熱大體上是恒定的。幾乎不隨石墨化和碳素材料的種類而化
(b)導(dǎo)熱性質(zhì):碳素材料熱傳導(dǎo)機(jī)理并不依賴于電子,而是依靠晶格振動導(dǎo)熱,因此,不符合金屬所遵循的維德曼—夫蘭茲定律。根據(jù)有關(guān)資料介紹,普通的碳素材料導(dǎo)熱系數(shù)*,平行于晶粒方向的導(dǎo)熱系數(shù)可與黃銅媲。
(c)電學(xué)性質(zhì):碳素材料電學(xué)性質(zhì)主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫有關(guān),石墨的電子能帶結(jié)構(gòu)和載流子的種類及其擴(kuò)散機(jī)理決定了上述性質(zhì)。碳素材料這類電學(xué)性質(zhì)具有本征半導(dǎo)體所具備的特征,電阻率變化主要與載流子的數(shù)量變化有關(guān)。
3、碳纖維的主要用途
與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合,做成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,其比強(qiáng)、比模量綜合指標(biāo),在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是的。在剛、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的域,在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場合,碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)。
由碳纖維和環(huán)氧樹脂結(jié)合而成的復(fù)合材料,由于其比重小、剛性好和強(qiáng)高而成為一種進(jìn)的天材料。
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