用连续碳纤维增强的零件其强度会提高,可与采用传统复合材料铺陈的方式制造的零件相媲美。在填充线材中,短纤维之间不连续的特性会导致压力通过基体材料传递,从而机械强度的相应提升并不明显。在CFR零件中,拉伸和弯曲负荷会施加到长纤维束上,对基体聚合物的负荷将降到比较低,从而带来大量机械性能的提升。零件可以采用多种不同的方式进行增强,以针对不同的负荷条件进行优化。连续纤维增强技术不仅包括碳纤维,还包括连续玻璃纤维、Kevlar 和**度高温 Fiberglass 等材料。其常见的水处理填料有软性填料、弹性填料、组合填料、悬浮填料等。浦东新区比较好的碳纤维填料
碳纤维-环氧树脂复合材料的强度和弹性模量都超过铝合金,甚至接近于**度钢,弥补了玻璃钢弹性模量低的缺点。又兼其比重比玻璃钢还要小,因此它成为比强度与比模量比较高的复合材料之一。由于碳纤维弹性模量高,故其复合材料零件允许在极限应力状态下服役, 克服了玻璃纤维树脂复合材料只允许在低于极限应力60%的条件下使用的缺点。碳纤维增强塑料在高温老化试验中的强度损失,也比玻璃钢小。此外在抗冲击性能、抗疲劳性能、减摩耐磨性能、自润滑性、耐腐蚀性以及耐热性等,都有***优点。南通比较好的碳纤维填料增加了生物环境复杂性和生物多样性。
20世纪60年代初,日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈(PAN)纤维为原料制取碳纤维的方法,并取得了**。1963年日本碳公司及东海电极公司用进藤的**开发聚丙烯腈基碳纤维。1965年日本碳公司工业化生产普通型聚丙烯腈基碳纤维成功。1964年英国皇家航空研究中心(RAE)通过在预氧化时加张力试制出高性能聚丙烯腈基碳纤维。由Courtaulds公司,Hercules公司和Rolls—Royce公司采用RAE的技术进行工业化生产。1965年日本大谷杉郎首先制成了聚氯乙烯沥青基碳纤维,并发表了先驱性的沥青基碳纤维的研究报告。
1879年爱迪生曾用纤维素纤维,如竹、亚麻或棉纱为原料,首先制得碳纤维并获得**,但当时制得的纤维力学性能很低,工艺也不能工业化,未能获得发展。20世纪50年代初,由于火箭、航天及航空等前列技术的发展,迫切需要比强度、比模量高和耐高温的新型材料,另外,采用前驱纤维为原料经热处理的工艺可制得碳纤维连续长丝,这一工艺奠定了碳纤维工业化的基础。40多年来,碳纤维经历的重大技术进展如下:20世纪50年代初,美国Wright-Patterson空军基地以黏胶纤维为原料,试制碳纤维成功,产品作火箭喷管和鼻锥的烧蚀材料,效果很好。1956年美国联合碳化物公司试制高模量黏胶基碳纤维成功,商品名“Thornel—25”投放市场,同时开发了应力石墨化的技术,提高碳纤维的强度与模量。同时开发了应力石墨化的技术,提高碳纤维的强度与模量。
采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。(见气相生长炭纤维)分类及命名现在碳纤维的主要产品有聚丙烯腈基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维种类、工艺及**终碳纤维性能等不同,又分成许多品种。“碳纤维”一词实际上是多种碳纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。填塞的螺旋缠绕聚丙烯纤维束或者亲水聚氨酯生物海绵。南通比较好的碳纤维填料
另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。浦东新区比较好的碳纤维填料
在与热塑性或热固性树脂基体相结合时,碳纤维束可以采用多种形式用于工程应用。最常见的应用是,将它们缠绕在心轴上成管状,将它们拉模以挤压成型,或者将它们编织成带状物和织物。上述碳纤维组合方式可以产生超**度的自定义的几何形状,***用于航空航天、汽车、***和其他行业。碳纤维组合后可增强机械性能以及耐热和耐化学腐蚀特性,使其成为高级制造的理想选择。碳纤维具有很强的刚性和抗拉伸强度,而相对密度却远低于钢和铝。碳纤维的强度重量比极高,因此被***用于航空航天和汽车行业。浦东新区比较好的碳纤维填料
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