在第三次国际碳纤维会议上(1985年,伦敦),曾建议按力学性能将碳纤维分成下列5级。超高模量级(UHM):模量在395GPa以上;高模量级(HM):模量在310~395GPa间;中模量级(IM):模量在255~310GPa间;超**度级(UHT):强度在3.5GPa以上,模量在255GPa以下;**度级(HT):强度达3.5GPa。这两种分级法都有不足之处。现在高性能碳纤维产品分类由制造商自行标明:原纤维种类、单丝孔数、直径、排列方式(如平行、缠结、加捻等),有无表面处理(及其种类),有无上浆(及浆剂种类)等。一些重要的高性能商品名称及性能,可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。中空碳纤维(用于飞机制造工业,提高复合材料的冲击韧性。普陀区耐高温碳纤维填料
其次,制作复合材料的基体。碳-碳复合材料的基体有树脂碳和热解碳两种,树脂碳是由合成树脂或沥青经碳化和石墨化获得,热解碳是由烃类气体的气相沉积获得。***,把坯体与基体复合成型。方法有两种一、把来源于煤油和石油的熔融的沥青在加热加压的条件下浸渍到碳纤维坯体的结构缝隙中,然后使其热解,再反复浸渍-热解直到复合材料达到要求密度。二、通过气相化学沉积法在热的基质材料上形成**度热解石墨。RTM工艺是复合材料较为常用的一种成型工艺,该工艺是将纤维增强材料或预成坯铺放到闭模模腔内,用压力将树脂液注入模腔,浸透纤维或预成型坯,然后固化,脱模成型制品。其工艺特点为,可以制造两面光洁的制品,成型效率高,适合于中等规模(年产量为2万~5万件)的复合材料产品生产,为闭膜成型技术,不污染环境,增强材料可根据产品受力情况任意铺放。生产设备投资少,属于低成本、高性能复合材料成型技术,尤其适合于小批量、多品种汽车结构件、覆盖件的生产,国外已普遍应用。海门区国产碳纤维填料并由此实现了对有机物类BOD、COD的高度分解。
沥青系碳纤维原油经900℃以上之高温提炼后的残渣中,约含有95wt%之碳质,若以电解法去除其中之硫酸,再经水洗后可得纯度较好之沥青(Pitch)。3.4 气相成长碳纤维气相成长碳纤维有基材上成长法与流体化触媒成长法两种。将铁、钴、镍等金属微粒(M)加热至1100℃,令乙炔(C2H2)热分解脱氢形成碳素沈积成长于金属微粒下方,形成碳纤维。为基材上成长法之简图,可知其间须喂入氢(H2)气与苯(C6H6)等气体。3.5 活性碳纤维商业化之活性碳的形态有粉末状;颗粒状与纤维状等三种,其中粉末状活性碳(Powdered Activated Carbon,简称PAC),大多由木屑制成,平均尺寸约为15~25μm;颗粒状活性碳(Granular Activated Carbon,简称GAC),大致由煤、沥青粉末制成,平均尺寸约为4~6㎜;纤维状活性碳(Activated Carbon Fiber,简称ACF),则大多由PAN、Rayon、Pitch与Phenolic Resin等纤维制成,平均直径约为7~15μm。
因此,设计玻璃钢零件时,其允许承载应力不超过极限应力的60%。而碳纤维则因弹性模量大,设计时可以允许在极限应力条件下使用。另外,在高温老化试验中,碳纤维树脂复合材料的强度损失也比玻璃钢小。因此,碳纤维树脂复合材料可以制作宇宙飞行器的外层材料,人造卫星和火箭的机架、壳体、天线构架。在机械工业中,碳纤维树脂复合材料用作承载零件(如连杆)和耐磨零件(如活塞、密封圈)以及像齿轮、轴承等承载耐磨零件。它还用作有抗腐蚀要求的化工机械零件,如容器、管道、泵等。但这类材料不足之处是,碳纤维与树脂的黏结力不够大,各向异性程度较高,耐高温性能差等该设计赋予填料具有极强脱氮效果的特性。
20世纪90年代初,高性能及超高性能炭纤维已问世,预料今后工作将致力于完善工艺、扩大生产、降低成本和开发应用。一些特种碳纤维,如抗氧化碳纤维(以提高复合材料的使用温度)、低纤度碳纤维(做0.035mm超薄型预浸带用)、高导热低电阻碳纤维(以满足屏蔽电磁、射频干扰用,并可散发多余的热能)、低热膨胀系数碳纤维(供卫星天线系统、反射镜等用),中空碳纤维(用于飞机制造工业,提高复合材料的冲击韧性,核反应堆中的高温过滤介质,分离生物分子血清和血浆用的介质)和活性碳纤维,随着科学及工程的发展会有很大发展。气相生长碳纤维近期内在稳定工艺,连续化生产方面会有明显进展,工业化生产的日期预料不会太远碳纤维填料内含1,200,000根碳纤维细丝。江苏进口碳纤维填料
组成本复合填料的三种材质,全部具有寿命在10年以上的优点。普陀区耐高温碳纤维填料
碳纤维增强复合材料的优异的力学性能和热物理性能,使它广泛的应用于核反应堆,固体火箭喷管,热交换器和制动盘 [2]。而C-C材料的热烧蚀性能广泛应用于烧蚀型防热材料。如:用于火箭的喷管喉衬和远程导弹头锥;其次,在电子电器工业可作电极板,医疗中可作人工心脏瓣膜阀体。它以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以碳或石墨化的树脂作为基体。复合以后的这种材料在高温下的强度好,高温形态稳定,升华温度高,烧蚀凹陷性,平行于增强方向具有**度和高刚性,能抗裂纹传播,可减震,抗辐射。碳复合材料的成型加工技术包括碳纤维的坯体制造、碳基体的制造和基体与纤维的复合。首先,将碳纤维或碳纤维织物制成坯体,根据原料形式不同分为:长纤维缠绕法;碳毡短纤维模压或喷射成型;石墨布叠层。目前,其坯体研制以三向织物为主,三向织物以X、Y、Z方向互成90o正交排列,各方向的碳纤维在织物中保持准直,因此能较好的发挥纤维的力学性能。普陀区耐高温碳纤维填料
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