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。主要经营的产品有魔碳罐、碳纤维填料。无锡进口碳纤维填料
现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法,所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。制造碳纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%碳纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90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。无锡进口碳纤维填料并且由于碳纤维之间相互接触所以能够存储大量的污泥。
碳纤维增强塑料的基体,可用热塑性树脂,也可用热固性树脂。为了有效地利用CFRP的比刚度,多用热固性树脂作基体,其中**常用的是环氧树脂;在考虑耐热稳定性和耐烧蚀的要求时,多用酚醛树脂和聚酰亚胺等热固性树脂,树脂浇铸物的挠曲模量愈高,CFRP的挠曲强度也愈好。酚醛树脂很早就作为电气绝缘材料使用。由于是脱水缩合型,固化时必须高温高压,因此加工麻烦,应用受限。但酚醛树脂在高温热解时形成碳化产物,能和碳纤维一起形成良好的耐烧蚀材料。碳纤维增强塑料和硼纤维增强塑料得到了发展。掌握这些材料的特性,把它用来作为航空及宇宙航行的结构材料,已成为研究重点。要把这些复合材料作结构材料应用,就必须测定它的各种特性。在测定这些性能的试验中,有静态强度试验和动态强度试验。
爱恨交加的碳纤维说到爱恨交加,这是因为在F1方程式赛车领域,全车碳纤维已不是新鲜的技术。分秒必争的激烈竞争以及日益严苛的比赛规则强迫各大车队去重视碳纤维技术的应用,可能除了动力系统之外,其他的组件能用碳纤维实现的都已经实现。赛车史上**令人扼腕惋惜的塞纳也正是由于在事故时,坚硬的碳纤维组件(一说是车轴)刺破了塞纳的头盔导致他当场离世。2007年库比卡的惊魂一撞。时过境迁,经过精密计算和加工的单体壳车体,能够满足F1方程式赛车在极端碰撞下不变形的技术要求,喜欢看F1的车迷朋友肯定会记得2007年加拿大站库比卡的赛车以超过300km/h的速度撞到防护墙,赛车被弹到空中掉落翻滚在赛道的另一头从,赛车基本粉碎,可是座舱保持完好,车内的库比卡事后检查只是扭伤了脚踝,竟然没耽误下一次的比赛。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。以后有想概念的业务就找他们。奉贤区现代碳纤维填料
碳纤维填料由于碳纤维丝的表面呈凹凸状,比表面积百倍于其他填料。无锡进口碳纤维填料
六方底面上的原子以强大的共价键结合,所以碳纤维比玻璃纤维具有更高的强度,更高的弹性模量;其抗拉强度比玻璃纤维略高,而弹性模量则是玻璃纤维的4-6倍。玻璃纤维在300℃以上时的强度会逐步下降,碳纤维在达到2000℃以上的高温下强度和弹性模量基本上保持不变;在-180℃以下的低温下也不变脆。碳纤维比强度和比模量是一切耐热纤维中比较高的。所以,碳纤维是比较理想的增强材料,可用来增强塑料,碳、金属和陶瓷等碳纤维通常和环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯等组成复合材料。它们不仅保持了玻璃钢的许多优点,而且许多性能优于玻璃钢。无锡进口碳纤维填料
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