碳纖維（碳纖維是什么）
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本文目錄一覽
- 1，碳纖維是什么啊
- 2，什么是碳纖維
- 3，碳纖維是什么
- 4，碳纖維是什么材料
- 5，碳纖維是什么材料
1，碳纖維是什么啊
碳纖維 （carbon fibre），顧名思義，它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3 倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類(lèi)拔萃。有學(xué)者在1981年將PAN基CF浸泡在強(qiáng)堿NaOH 溶液中，時(shí)間已過(guò)去20多年，它至今仍保持纖維形態(tài)。2，什么是碳纖維
碳纖維材料又被稱(chēng)為碳纖維原料。碳纖維，又稱(chēng)碳化纖維，泛指一些以碳纖維編織或多層復(fù)合而成的材料。因?yàn)樗州p又堅(jiān)硬，所以它的用途很廣泛。 物理結(jié)構(gòu)與化學(xué)特性是前面為直徑6微米的碳纖維與后面人類(lèi)頭發(fā)的比較每一根碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成，直徑大約5至8微米；在原子層面的碳纖維跟石墨很相近，是由一層層以六角型排列的碳原子所構(gòu)成；一般碳纖維的密度為1750 kg/m3。 導(dǎo)熱能力高但傳電能力低，碳纖維的比熱容量亦比銅低；當(dāng)加熱的時(shí)候，碳纖維會(huì)變厚而短；雖然碳纖維的天然顏色是黑色，但可以把它染上不同的顏色3，碳纖維是什么
碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料這種復(fù)合材料來(lái)應(yīng)用碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。 由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經(jīng)氧化、炭化等過(guò)程制得的含碳量為90%以上的纖維 研究國(guó)產(chǎn)碳纖維樁材料的細(xì)胞毒性.方法 采用MTT比色法檢測(cè)碳纖維樁材料對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞L-929活性與增殖的影響,計(jì)算相對(duì)增殖率RGR,評(píng)價(jià)其細(xì)胞毒性.結(jié)果 國(guó)產(chǎn)碳纖維樁材料的RGR值均>75％,且RGR值依次增加,細(xì)胞毒性均為1級(jí).結(jié)論 國(guó)產(chǎn)碳纖維樁材料均無(wú)明顯細(xì)胞毒性,其中一種材料的細(xì)胞相容性最好 此外碳纖維合成塑膠遇意外燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生高毒性濃煙和碳銀粒子 可見(jiàn)碳纖維是一種在特殊條件下會(huì)產(chǎn)生低毒的. 所以一般情況下是不會(huì)危害人體的4，碳纖維是什么材料
碳纖維是含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性，外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維是含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術(shù)器材的優(yōu)良材料。具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維的密度小，因此比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強(qiáng)材料與樹(shù)脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合，制造先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是最高的。現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅(qū)纖維炭化工藝法，制造碳纖維用的原纖維名稱(chēng)化學(xué)組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521～35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840～55瀝青纖維C，H9580～90采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括：穩(wěn)定化處理(在200～400℃空氣，或用耐燃試劑等化學(xué)處理)，碳化(400～1400℃，氮?dú)?和石墨化(1800℃以上，氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復(fù)合材料基質(zhì)的粘接性能需進(jìn)行表面處理、上漿、干燥等工序。另一種制造碳纖維的方法是氣相生長(zhǎng)法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下，于1000℃高溫下反應(yīng)，可制得不連續(xù)的短切碳纖維，最大長(zhǎng)度可達(dá)50 cm。其結(jié)構(gòu)不同于聚丙烯腈基或?yàn)r青基碳纖維，易石墨化，力學(xué)性能良好，導(dǎo)電性高，易形成層間化合物。5，碳纖維是什么材料
碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類(lèi)似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。 碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為230~430Gpa亦高于鋼。你去百度百科搜一下碳纖維，看不明白有問(wèn)題再問(wèn)我。碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧，而且消耗動(dòng)力少，推力大，噪音小；用碳纖維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤(pán)，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度；用碳纖維增強(qiáng)塑料來(lái)制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可節(jié)約大量的燃料。1999年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭(zhēng)中，北約使用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng)，其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路。 目前，人們還不能直接用碳或石墨來(lái)抽成碳纖維，只能采用一些含碳的有機(jī)纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機(jī)纖維跟塑料樹(shù)脂結(jié)合在一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強(qiáng)下強(qiáng)熱炭化而成 碳纖維是纖維狀的碳材料，其化學(xué)組成中含碳量在90%以上。由于碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化（在3800k以上升華），而在各種溶劑中都不溶解，所以迄今無(wú)法用碳的單質(zhì)來(lái)制碳纖維。 碳纖維可通過(guò)高分子有機(jī)纖維的固相碳化或低分子烴類(lèi)的氣相熱解來(lái)制取。上前世界上產(chǎn)生的銷(xiāo)售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產(chǎn)生的步驟為a預(yù)氧化：在空氣中加熱，維持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時(shí)不熔不燃而保持纖維狀態(tài)。b碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，維持?jǐn)?shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體可以是高純的氮?dú)?、氬氣或氦氣，但一般多用高純氮?dú)?。c石墨化：再在惰性氣氛（一般為高純氬氣）加熱至2000-3000度，維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱(chēng)石墨纖維。 碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長(zhǎng)的纖維的克數(shù)），一般僅約為19克；拉力高達(dá)300kg/mm2；還有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。目前幾乎沒(méi)有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優(yōu)異性能。 目前，碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料來(lái)應(yīng)用。這種增強(qiáng)塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)越，用途非常廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等重要材料；制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)；制造耐腐蝕化工設(shè)備等。 碳纖維 carbon fibre 含碳量高于90％的無(wú)機(jī)高分子纖維 。其中含碳量高于99％的稱(chēng)石墨纖維。碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，無(wú)蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，x射線透過(guò)性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生氧化，與金屬?gòu)?fù)合時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài)分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（mpa）、模量為100gpa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000mpa、模量250gpa）和高模型（模量300gpa以上）。強(qiáng)度大于4000mpa的又稱(chēng)為超高強(qiáng)型；模量大于450gpa的稱(chēng)為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展，還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。 碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨(dú)使用，多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人、汽車(chē)板簧和驅(qū)動(dòng)軸等。
