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碳纤维材料分类

2014-05-14  人气:

        碳纤维最早由美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产,原丝采用粘胶纤维。1962年,日本碳公司进行了通用级聚丙烯腈基碳纤维的生产。1971年,日本东丽公司的高性能聚丙烯腈基碳纤维投产。沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年,美国、日本及西欧的聚丙烯腈基碳纤维年生产能力共约有7.25kt,沥青基碳纤维为1.28kt

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碳纤维- 结构特性 

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         每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5至8微米。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,是由一层层以六角型排列的碳原子所构成。两者差别在于层与层之间的连结。石墨是晶体结构,它的层间连结松散,而碳纤维不是晶体结构,层间连结是不规则的。这样便防止滑移增强物质强度。

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  一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容量亦比铜低。当加热的时候,碳纤维会变厚而短。虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但可以把它染上不同的颜色

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碳纤维 - 分类

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      碳纤维按原丝种类可分为聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基及酚醛基等,按力学性能则可分为通用型(GP)与高性能型(HP)两类。通用型碳纤维强度 1000MPa、模量100GPa左右,高性能型碳纤维又可分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在 300GPa以上)。强度大于4000MPa者称为超高强型;模量大于450GPa者称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型(强度大于 49000MPa、延伸度大于2%)新品种。80年代,用量最大是强度3~35000MPa、模量150~300GPa的聚丙烯腈基碳纤维,约占碳纤维总量的80%、高性能碳纤维的99%,被称为碳纤维的标准品。

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