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碳纤维的性能与应用系别：食品化工系专业纺织品检验与贸易班级：级纺检学生姓名：指导教师：完成日期：碳纤维的性能与应用第1页共19 页河南质量工程职业学院毕业设计（论文）任务书碳纤维的性能与应用第2页共19 页目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)1 碳纤维的定义及其分类 (6)1.1 什么是碳纤维 (6)1.2 分类 (6)2 碳纤维的制造 (6)3 碳纤维的性能 (7)3.1 碳纤维的优良特性 (7)3.1.1 在纤维轴向方向显示高抗拉强度和高弹性模量 (7)3.1.2 密度小 (7)3.1.3 纤维细 (7)3.1.4 不生锈、耐腐蚀 (7)3.1.5 即耐低温,又耐高温 (7)3.1.6 耐温度骤变，热膨胀系数小 (8)3.1.7 常温下导热性能良好，高温下导热性能低 (8)3.1.8 突出的导电性能 (8)3.1.9 优良的吸附性能 (8)3.1.10 具有耐辐射，能反射中子等特性 (9)3.2 碳纤维的缺点 (9)3.2.1 比较脆，怕受压和剪切 (9)3.2.2 抗氧化性差 (9)3.2.3 破坏前无预报 (9)4 碳纤维的应用 (10)4.1 碳丝 (10)4.2 碳纤维毡和碳素短纤维 (10)4.3 碳纤维织物 (10)4.4 活性炭碳纤维 (10)5 碳纤维的发展前景 (10)6结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)碳纤维的性能与应用摘要碳纤维是一种新型材料，本文主要阐述了碳纤维的分类、生产制造等，碳纤维的高强度、高模量、耐高温等主要特性，及在各行业中的应用，并对其近年来的市场前景的展望，使人们对其有一定的了解。
（可以说的详细些，让别人看了摘要就知道你本篇论文写了那些东西）关键词：新型碳纤维应用第3页共19 页碳纤维的性能与应用AbstractCarbon fiber is a new type of material, this paper describes the high-strength carbon fiber, high modulus, high temperature and other major features, and in the industry, and in recent years, the market outlook is for people to have their A certain degree of understanding.Key words: New Carbon Fiber Apply第4页共19 页碳纤维的性能与应用绪论1897年爱迪生通过纤维素的炭化，在不破坏纤维素结构的情况下，第一次制造出碳丝，并把其用作电灯泡的炽热灯丝。
DMSO稳定化及其分解副产物处理方法的探讨连峰;刘栋;陈秋飞;王磊;庄惠祥【摘要】二甲基亚砜(DMSO)大量用于碳纤维生产过程中的原丝生产阶段,其在聚合、纺丝和回收各工段氛围下稳定性差异较大,常伴有副产物的产生.分析、研究和生产实践表明,在高温及非碱性条件下DMSO易出现失稳,分解出甲硫醚、二甲硫醚等副产物,经多级双氧水及活性炭吸收处理,对这些副产物可实现99％以上的去除效率.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2015(040)003【总页数】5页(P61-65)【关键词】二甲基亚砜;稳定化;副产物;分解处理;探讨【作者】连峰;刘栋;陈秋飞;王磊;庄惠祥【作者单位】中国复合材料集团有限公司,北京100036;中复神鹰碳纤维有限公司,江苏连云港222069;中复神鹰碳纤维有限公司,江苏连云港222069;中复神鹰碳纤维有限公司,江苏连云港222069;中复神鹰碳纤维有限公司,江苏连云港222069【正文语种】中文【中图分类】TQ342.310 引言二甲基亚砜(DMSO)因其具有优良的聚合原液溶解性，以及在以DMSO为溶剂的纺丝条件下，碳纤维原丝的性能最稳定[1～2]，故其被大量作为碳纤维原丝生产过程中的溶剂[3]。
在生产过程中，DMSO-H2O水溶液主要是通过精馏脱水的方式进行DMSO的提纯处理[4]，在提纯及生产过程中，DMSO生产单耗较高[5]，损失的DMSO通过副反应转化成了甲硫醚、二甲硫醚等具有恶臭性的气体[6～8]，造成了环境的污染。
探讨从不同温度、酸碱性[9]等角度分析了DMSO的分解机理，并寻找出了可以减少DMSO分解的方法，在控制DMSO分解的基础上，研究了副产物废气的处理方法。
研究发现，在高温下DMSO会发生分解，但在高温条件下保证DMSO溶液在一定的碱性氛围下，分解量可以得到控制；采用以双氧水、活性炭[10]等多级吸收方法的废气处理方法，可以实现环境友好型碳纤维原丝的生产。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高，碳纤维增强复合材料作为一种新型材料，逐渐受到了人们的关注和研究。
碳纤维增强复合材料的优点在于具有轻质、高强和高刚性等特点，因此在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将围绕碳纤维增强复合材料的力学性能展开讨论，并分析其优点与不足。
一、碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料是由无定形材料和纤维增强材料组成的一种粘合材料。
其力学性能是影响使用效果的重要因素。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能主要表现在强度、刚度、韧度和疲劳寿命等方面。
下面将对这些方面进行详细讨论。
1. 强度碳纤维增强复合材料的强度是指在外力作用下，材料发生断裂前所能承受的最大应力。
由于其结构特殊，具有纤维对外界应力的抗拉能力，因而其强度很高。
实验表明，碳纤维增强复合材料的抗拉强度约为1500 MPa。
而同样条件下的钢材和铝材抗拉强度只有400 MPa左右，而且在高温、腐蚀等恶劣环境下，铝材和钢材的强度更低，而碳纤维增强材料的强度不变，还会增加。
2. 刚度碳纤维增强复合材料的刚度是指在外界力作用下，材料抵抗形变的能力。
由于其纤维本身刚度很高，因此材料的刚度也很高。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的弹性模量约为210 GPa，而同样条件下的钢材和铝材弹性模量分别为200 GPa 和70 GPa左右。
因此，在需要使用刚度较高的场合下，碳纤维增强复合材料具有较好的应用前景。
3. 韧度碳纤维增强复合材料的韧度是指在受力时，材料离开弹性阶段到断裂之前所需要的功。
与强度和刚度不同，碳纤维增强复合材料的韧度较低。
这是由于该材料虽然具有纤维与增强材料的双重优势，但其内部结构复杂度很高，存在许多微小裂缝，因此材料整体的韧性有所下降。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的韧度约为25-50 kJ/m2，而同样条件下的钢材和铝材韧度分别为200 kJ/m2和10-20 kJ/m2左右。
碳纤维增强材料在堵漏中的创新应用一、碳纤维增强材料概述碳纤维增强材料，通常被称为碳纤维增强塑料（CFRP），是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能复合材料。
由于其轻质、高强度和高刚度的特性，CFRP在许多领域得到了广泛的应用。
在堵漏领域，CFRP的应用代表了一种创新的解决方案，特别是在处理难以用传统材料修复的结构性问题时。
1.1 碳纤维增强材料的基本特性碳纤维增强材料具有以下基本特性：- 高强度：碳纤维的抗拉强度是钢铁的数倍，使得CFRP 具有极高的承载能力。
- 轻质：CFRP的密度远低于传统金属材料，这使得其在需要减轻结构重量的应用中具有优势。
- 高刚度：CFRP的抗弯性能优异，能够提供良好的结构稳定性。
- 耐腐蚀：CFRP对大多数化学腐蚀具有很好的抵抗力，适合在恶劣环境下使用。
- 可定制性：CFRP可以通过调整碳纤维的排列和树脂的类型来定制其性能。
1.2 碳纤维增强材料在堵漏中的应用场景CFRP在堵漏领域的应用场景包括但不限于：- 建筑结构：对老旧建筑的加固，提高其耐久性和安全性。
- 桥梁：对桥梁结构的加固，延长其使用寿命。
- 水利工程：在水库、大坝等水利工程中，用于防止裂缝和渗漏。
- 管道系统：在石油、天然气等管道系统中，用于修复和加固。
二、碳纤维增强材料堵漏技术的发展随着科技的进步，碳纤维增强材料在堵漏技术中的应用不断发展和创新。
这些技术的发展不仅提高了堵漏效率，也扩大了CFRP的应用范围。
2.1 碳纤维增强材料堵漏技术的关键技术CFRP堵漏技术的关键技术包括：- 表面处理：确保被修复表面干净、无油污，以增强CFRP 与基材的粘接强度。
- 碳纤维布/板的选择：根据修复需求选择合适的碳纤维布或板，以满足不同的力学性能要求。
- 树脂的选择与配比：选择适当的树脂系统，并正确配比，以确保CFRP的粘接性能和耐久性。
- 施工工艺：采用正确的施工工艺，如湿法铺层、真空辅助树脂传递模塑（VARTM）等，以提高CFRP的施工质量和效率。
碳纤维聚醚醚酮复合材料的应用
碳纤维聚醚醚酮复合材料是一种具有优异性能和广泛应用领域的高性能复合材料。
它由碳纤维和聚醚醚酮基体组成，通过复合工艺制备而成。
以下是关于碳纤维聚醚醚酮复合材料的应用的详细精确内容：
1. 航空航天领域：碳纤维聚醚醚酮复合材料具有高强度、高刚度和轻质化的特点，因此被广泛应用于航空航天领域。
它可以用于制造飞机机身、机翼和尾翼等结构件，能够提高飞机的飞行性能和燃油效率。
2. 汽车工业：碳纤维聚醚醚酮复合材料在汽车工业中的应用也越来越广泛。
它可以用于制造汽车车身、底盘和悬挂系统等部件，能够减轻汽车的重量并提高车辆的安全性和燃油经济性。
3. 体育用品：碳纤维聚醚醚酮复合材料在体育用品领域有着重要的应用。
例如，它可以用于制造高性能的高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等，能够提高运动装备的强度和刚度，同时减轻装备的重量。
4. 建筑领域：碳纤维聚醚醚酮复合材料在建筑领域中的应用也逐渐增多。
它可以用于制造建筑结构中的梁、柱和板等部件，能够提高建筑物的抗震性能和结构的稳定性。
5. 医疗器械：碳纤维聚醚醚酮复合材料在医疗器械领域中有着广泛的应用。
例如，它可以用于制造人工关节、骨科植入物和医疗器械的外壳等，能够提高医疗器械的生物相容性和机械性能。
总之，碳纤维聚醚醚酮复合材料具有广泛的应用领域，包括航
空航天、汽车工业、体育用品、建筑和医疗器械等。
它的高性能特
点使得它成为许多领域中的理想选择，能够提高产品的性能和品质。
碳纤维复合材料的性能及应用首先，碳纤维复合材料具有高强度和轻质的特点。
碳纤维本身具有很高的强度和刚度，其强度可以达到钢的10倍以上，而密度却只有钢的四分之一左右。
这使得碳纤维复合材料具有优秀的比强度和比刚度，能够在保证结构强度的同时减轻整体重量，适用于要求轻质高强度的领域，如航空、航天和汽车等。
其次，碳纤维复合材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
由于碳纤维本身不易受化学物质侵蚀，所以碳纤维复合材料能够在恶劣环境下长时间使用，不易腐蚀变形。
此外，碳纤维具有良好的摩擦性能，能够承受较大的摩擦力，同时又不会产生摩擦磨损，因此适用于制造高速运动部件和耐磨材料。
另外，碳纤维复合材料还具有优异的导电性和导热性。
由于碳纤维本身是导电材料，因此碳纤维复合材料能够有效地导电，广泛应用于电子、航空航天等领域。
此外，碳纤维还具有良好的导热性能，能够迅速传热，因此适用于制造导热材料和散热结构。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的耐高温性和隔热性。
由于碳纤维的熔点较高，所以碳纤维复合材料能够在高温环境下保持较好的性能，适用于高温工艺和高温设备。
此外，由于碳纤维的导热性较低，所以碳纤维复合材料还具有良好的隔热性能，能够隔绝热量的传导，使其广泛应用于隔热材料和保温材料领域。
总的来说，碳纤维复合材料由于其优异的性能，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑、电子等领域。
例如，飞机机身、航天器、汽车车身和部件、高尔夫球杆、网球拍、自行车框架等都可以采用碳纤维复合材料制造，以提高其强度、刚度和耐用性。
另外，在建筑领域，碳纤维复合材料还可以用于制造楼板、隔墙和构件等，以减轻建筑物自重和提高抗震性能。
此外，在电子领域，碳纤维复合材料还可以用于制造导热板、散热片和EMI屏蔽材料等，以提高电子产品的散热性能和抗干扰能力。
总之，碳纤维复合材料具有高强度、轻质、耐腐蚀、耐磨、导电、导热、耐高温等优异的性能，因此被广泛应用于各个领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
碳纤维材料的性能及应用文章阐述了碳纤维材料的国内外发展现状，论述了碳纤维材料的分类特性和功能特性。
同时，着重介绍了碳纤维材料在航空、体育等行业中的应用，并展望了其发展前景。
标签：碳纤维材料；性能；应用；前景1 前言碳纤维主要成分为碳元素，是一种特种纤维，其分子结构界于石墨与金刚石，含碳体积分数一般在0.9以上[1]。
碳纤维的优点是质量轻、抗拉强度高，同时具有耐高温、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优点。
碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合后，形成碳纤维复合材料，也具有高的比强度、比模量、耐疲劳、导热、导电等[2]，这些优良的综合性能，使得碳纤维材料在现代工业方面应用非常广泛。
2 发展历史及国内外发展现状美国于20世纪50年代开始研究粘胶基碳纤维，1959年生产出了粘胶基纤维，这是最早的碳纤维产品。
同一年，日本发明了制造碳纤维的新方法，即用聚丙烯腈基原丝制造碳纤维材料。
之后，英国皇家航空研究院的研究工作，使聚丙烯腈基碳纤维成为碳纤维工业的主流。
20世纪70年代中期，美国联合碳化公司研发了高性能沥青基碳纤维。
同时，日本东丽公司于20世纪70年代初期，开始生产钓鱼杆和高尔夫球棒。
1974年，美国把碳纤维用于网球和羽毛球拍，实现了碳纤维增强塑料化。
20世纪80年代，碳纤维广泛用于客机、航天飞机和人造卫星。
随着社会和科学技术的发展，碳纤维的需求量以大约13%的速度逐年递增[3]。
我国在意识到碳纤维对军工和民用的价值后，于1975年召開全国第一次碳纤维复合材料会议，将碳纤维及其复合材料纳入国家科技攻关项目。
经过四十多年的发展，我国碳纤维从无到有，取得了一定的成绩。
但总的来说，我国碳纤维材料的研发和生产水平低，不能满足国内与日俱增的市场需求。
目前，国内大部分企业的技术水平和设备水平低下，生产的碳纤维产品也在国际中下游水平[4]。
3 碳纤维材料的特性碳纤维与钻石和石墨一样，主要由碳元素组成。
具有以下特性：3.1 轻质高强，其密度为铁的1/4，比强度为铁的10倍以上，抗拉强度是钢材的68倍，弹性模量是钢材的1.8～2.6左右，其抗拉模量为295～640GPa，拉伸强度为3.62～7.05GPa。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料，这玩意儿听起来是不是特别高大上？其实啊，在咱们日常生活里，它的身影也越来越常见啦。
我先跟您唠唠我自己的一次经历。
有一回我去参观一个高科技工厂，在那车间里，我看到了一堆正在加工的碳纤维增强复合材料的零部件。
那时候我就特别好奇，凑近了仔细观察。
这材料的表面特别光滑，还带着一种神秘的光泽，就好像是未来世界的产物。
咱们言归正传，来说说碳纤维增强复合材料的力学性能。
这力学性能啊，简单来说，就是它能承受多大的力，多强的压力，还有在不同条件下会有啥样的表现。
先说说它的强度。
碳纤维增强复合材料的强度那可真是相当厉害！打个比方，如果普通材料像是个身体虚弱的小孩，稍微使点劲儿就累得不行，那碳纤维增强复合材料就是个超级大力士，能扛起特别重的东西还不喊累。
这是因为碳纤维本身就具有很高的强度，再加上合理的复合工艺，让它们强强联手，变得坚不可摧。
再讲讲它的刚度。
这刚度就好比一个人的脊梁骨，要是太软了，就容易弯腰驼背。
碳纤维增强复合材料的刚度那也是相当出色，不容易变形。
您想想，要是飞机翅膀用了这种材料，在高速飞行的时候还能保持稳定的形状，不会因为空气的压力就随便扭曲。
还有它的韧性。
碳纤维增强复合材料可不是那种一折就断的“脆骨头”，而是有着良好的韧性。
就像咱们平时折树枝，有的一折就断，有的能弯来弯去不断裂，碳纤维增强复合材料就属于后者。
这意味着它在受到冲击的时候，能够吸收能量，而不是一下子就崩溃。
它的疲劳性能也值得一提。
您知道吗，就像咱们人干活久了会累，材料在反复受力的情况下也会“疲劳”。
但碳纤维增强复合材料在这方面表现不错，能经受住长时间的反复折腾，不容易出问题。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能优势可发挥了大作用。
比如说汽车制造，用了这种材料可以让车子更轻、更坚固，跑得更快还更省油。
还有体育用品，像高档的自行车、网球拍，用了它能提升性能，让运动员们如虎添翼。
不过，碳纤维增强复合材料也不是完美无缺的。
科技进展高性能碳纤维的性能及其应用张新元 何碧霞 李建利 张 元(陕西省纺织科学研究所) 摘要: 探讨高性能碳纤维的性能及其应用领域。
介绍了碳纤维的分类、制备、性能特征、应用以及国内外产业发展状况,分析了国际碳纤维产业的情况和我国碳纤维产业的现状及发展趋势。
碳纤维应用涉及航空航天、体育运动、一般制造业、土木建筑、能源开发等领域。
随着科技的发展和碳纤维应用技术的不断完善,碳纤维产业的发展空间必将越来越广。
关键词: 碳纤维;强度;比电阻;结晶度;聚丙烯腈;碳纤维机织物 中图分类号:T S 102.52+7.2 文献标志码:A 文章编号:1001-7415(2011)04-0065-04P r o p e r t y a n dA p p l i c a t i o no f H i g h -p e r f o r m a n c e C a r b o n F i b e rZ h a n g X i n y u a n H e B i x i a L i J i a n l i Z h a n g Y u a n(S h a a n x i T e x t i l e S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y I n s t i t u t e ) A b s t r a c t H i g h -p e r f o r m a n c e c a r b o nf i b e r p r o p e r t ya n d a p p l i c a t i o nw e r e d i s c u s s e d .C l a s s i f i c a t i o na n dm a n u f a c t u r e o f c a r b o nf i b e r w e r ei n t r o d u c e d ,c a r b o n f i b e r p r o p e r t y ,a p p l i c a t i o n ,d e v e l o p m e n t a t h o m ea n da b r o a dw e r e i n t r o d u c e d a s w e l l a s .T h e a p p l i c a t i o nf i e l di n c l u d e s a e r o s p a c ef i e l d ,s p o r t sf i e l d ,g e n e r a l m a n u f a c t u r i n gf i e l d ,c i v i l c o n s t r u c t i o nf i e l d a n d e n e r g y d e v e l o p m e n t f i e l de t a l .I n t e r n a t i o n a l c a r b o nf i b e r i n d u s t r y s i t u a t i o n ,c u r r e n t s i t u a t i o n a n d d e v e l o p m e n t t r e n d o f d o m e s t i cc a r b o nf i b e r i n d u s t r y w e r e a n a l y s e d .c a r b o nf i b e r i n d u s t r y d e v e l o p m e n t w o u l db e m o r ea n dm o r ew i d e l y a s t h e d e v e l o p m e n t o f t e c h n o l o g y a n d t h e p e r f e c t i o no f c a r b o nf i b e r a p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y . K e yWo r d s C a r b o nF i b e r ,S t r e n g t h ,S p e c i f i c R e s i s t a n c e ,C r y s t a l l i n i t y ,P o l y a c r y l o n i t r i l e ,C a r b o n F i b e r W o v e nF a b r i c 高性能纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐气候、耐化学试剂等特性,是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。
高性能纤维品种较多,目前已规模化生产的有碳纤维、芳纶纤维等,既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用,是性能优越的战略性新型材料。
目前,高性能纤维中碳纤维是大规模生产的一个品种,具有较高的比强度、比模量和较小的体积质量。
碳纤维既具有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,具有优异的力学性能,近年来被广泛应用于航空、航天、汽车、化工、能源、交通、建筑、电子、体育运动器材等领域。
1 碳纤维的制备及分类碳纤维的制备目前是采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机作者简介:张新元(1962-),男,高级工程师,西安,710038收稿日期:2010-12-23纤维与塑料树脂结合在一起,放在稀有气体的环境中,在一定张力、温度、压强下,经过一定时间的预氧化、碳化和石墨化处理等强热过程制成。
碳纤维按原丝类型可分为聚丙烯腈(P A N )基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维和酚醛基碳纤维4类。
P A N 基碳纤维是目前制备碳纤维的第一大原料,其产量约占世界总产量的95%左右。
沥青基碳纤维约占4%,粘胶基碳纤维约占1%,酚醛基碳纤维尚处于实验室研究,未形成产业化。
碳纤维按形态可分为长丝、短纤维和短切纤维。
长丝应用在工业结构件和宇航结构件中,短纤维主要应用在建筑行业,如短碳纤维石墨低频电磁屏蔽混凝土、工业用碳纤维毡等。
碳纤维按力学性能分为通用型和高性能型。
通用型碳纤维强度为1000M P a 、模量为100G P a 左右。
高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000M P a 、模量250G P a )和高模型(模量300G P a 以上)。
强度大于4000M P a 的又称为超高强型;模量大于450G P a 的称为超高模型。
碳纤维按用途可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维。
小丝束以1K 、3K 、6K 为主,逐渐发展为12K 和24K ;大丝束在48K 以上,包括60K 、120K 、360K 和480K 等。
2 碳纤维的性能特征碳纤维的抗拉强度一般都在3500M P a (1.2N /t e x ～1.9N /t e x )以上,比钢材(0.35N /t e x )大4倍～5倍,比强度为钢材的10倍左右,高模碳纤维抗拉强度比钢材大68倍左右。
碳纤维的弹性模量在230G P a 以上,比钢材(200G P a )大1.8倍～2.6倍。
日本东丽的高强型T 1000系列碳纤维,其模量为295G P a ,强度达7.05G P a ,而高强高模M 55J 型碳纤维,模量达540G P a ,强度为4.02G P a 。
碳纤维的体积质量为1.50g /c m 3～2.16g /c m 3,相当于钢材(7.8g /c m 3)的l /4、铝合金体(2.72g /c m 3～2.82g /c m 3)的1/2,钛合金(4.5g /c m 3)的1/3,即便是制作成复合材料,其体积质量仅为1.70g /c m 3左右。
碳纤维性能独特,例如其热膨胀系数较小,导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂。
同时碳纤维导电性好,25℃时高模量碳纤维电阻率为7.75×10-2Ψ·m ,高强度碳纤维为1.5×10-1Ψ·m 。
碳纤维耐高温和低温性也较好,在3000℃非氧化环境下不融化、不软化,在液氮温度下依旧很柔软,不脆化;在600℃高温下其性能保持不变,在-180℃低温下仍很柔韧。
碳纤维的耐酸性较好,对酸呈惰性,能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等腐蚀,此外还耐油、抗辐射、抗放射,具有吸收有毒气体和使中子减速等特性。
碳纤维的可加工性能较好,由于碳纤维及其织物质量轻又可折可弯,可适应不同的构件形状,成型较方便,可根据受力需要黏贴若干层,而且施工时不需要大型设备,也不需要采用临时固定,而且对原结构又无损伤。
不同品种,高模、高强碳纤维的性能如表1所示。
表1 不同品种高模、高强碳纤维的性能项目牌号抗拉强度/G P a 拉伸模量/G P a 断裂伸长/%热膨胀系数/K -1导热率/W·(m ·K )-1电阻率/Ψ·m 体积质量/g ·c m -3美国聚丙烯腈基美国聚丙烯腈基日本聚丙烯腈基日本聚丙烯腈基日本聚丙烯腈基中国聚丙烯腈基G Y -70G Y -80M 40M 50M 60J B H M 31.861.862.742.453.923.205175273924905884000.360.320.60.50.70.8-1.1×10-6 -1.2×10-6 -0.9×10-6142 858975 6.0×10-6 8.0×10-68.0×10-68.0×10-61.92 1.811.911.941.833 碳纤维的应用目前,已经成熟的碳纤维应用形式有四种,即碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料坯和切短纤维。
碳纤维织物是碳纤维重要的应用形式。
碳纤维织物可分为碳纤维机织物、碳纤维针织物、碳纤维毡和碳纤维异型织造织物。
碳纤维主要以“缠绕成形法”应用为主。
碳纤维织物主要以“树脂转注成形法(R T M 也称真空辅助成型工艺)”应用为主。
预浸料坯是将碳纤维按照一个方向一致排列或碳纤维织物经树脂浸泡,加热和塑化,使其转化成片状的一种产品。
切短纤维是指将P A N 基碳纤维长丝切成数毫米长的短纤维,与塑料、金属、橡胶等材料进行复合,以增加材料的强度和耐磨性。
目前,国内碳纤维织物的应用形式主要以碳纤维机织物为主。
由于碳纤维轴向经编增强体中碳纤维完全平行伸直排列,纤维取向度高,纤维特性可以得到充分利用。
目前国际市场的碳纤维应用形式逐渐向碳纤维轴向经编织物转变。
随着碳纤维生产应用技术的不断提高,碳纤维的应用领域越来越广。
3.1 航空航天领域碳纤维复合材料广泛应用在火箭、导弹和高速飞行器等航空航天领域。
