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。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。如皋现代碳纤维填料
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。黄浦区耐高温碳纤维填料相当于一根头发丝的十到十二分之一,强度却在铝合金4倍以上。
碳纤材料主要分为两个大类:碳纤维布、碳纤维制品碳纤维布指的是将碳纤维纱通过编织、缠绕等方式制成的一种类似于布匹外型的原材料。目前,业界使用**多的碳纤维布是碳纤维预浸布。碳纤维预浸布指的是将环氧树脂涂抹、附着在碳纤维布上,这样只需对碳纤维预浸布进行压模、卷制等加工,就可以得到碳纤维制品。碳纤维制品主要有管材和板材两种。通过各种工艺加工,可以得到不同材质,不同特性的碳纤维制品,以及不同形状的管材、板材及异型材料。碳纤维预浸布分为单向预浸布和编制预浸布两种。单向预浸布根据厚度不同,分为0.2MM、0.15MM、0.125MM、0.1MM、0.075MM、0.05MM。单向布还延伸出玻纤拖布,玻纤拖布是碳纤维单向布与玻璃纤维编织布复合在一起。
1969年日本碳公司开发高性能聚丙烯腈基碳纤维获得成功。1970年日本东丽(Toray Textile Inc.)公司依靠先进的聚丙烯腈原丝技术,并与美国联合碳化物公司交换碳化技术,开发高性能聚丙烯腈基碳纤维。1971年东丽公司将高性能聚丙烯腈基碳纤维产品(Torayca)投放市场。随后产品的性能、品种、产量不断发展,至今仍处于**地位。此后,日本东邦、旭化成、三菱人造丝及住友公司等相继投入聚丙烯腈基碳纤维的生产行列。(见聚丙烯腈基碳纤维)1970年日本吴羽化学工业公司采用大谷杉郎的**,首先建成年产120t普通型(GPCF)沥青基碳纤维的生产厂,1978年产量增到240t。该产品被用作水泥增强材料后,发现效果很好,1984年产量增至400t,1986年再次增加到900t。1976年美国联合碳化物公司生产高性能中间相沥青基碳纤维(HPCF)成功,年产量为113t,1982年增至230t,1985年增至311t。力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。
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。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。建邺区现代碳纤维填料
同时开发了应力石墨化的技术,提高碳纤维的强度与模量。如皋现代碳纤维填料
碳纤材料是指一切以碳纤维纱(碳纤维丝)作原料,通过编织、缠绕、压模、卷制等加工手段,制成的可以用于其它用途的材料。一切以碳纤维纱(碳纤维丝)作原料,通过编织、缠绕、压模、卷制等加工手段,制成的可以用于其它用途的材料,即为碳纤材料。碳纤材料主要分为两个大类:碳纤维布、碳纤维制品碳纤维布指的是将碳纤维纱通过编织、缠绕等方式制成的一种类似于布匹外型的原材料。目前,业界使用**多的碳纤维布是碳纤维预浸布。碳纤维预浸布指的是将环氧树脂涂抹、附着在碳纤维布上,这样只需对碳纤维预浸布进行压模、卷制等加工,就可以得到碳纤维制品。碳纤维制品主要有管材和板材两种。通过各种工艺加工,可以得到不同材质,不同特性的碳纤维制品,以及不同形状的管材、板材及异型材料。如皋现代碳纤维填料
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