碳纖維是由一條又長(zhǎng)又薄的碳原子組成的，直徑為0.0002-0.0004(0.005-0.010）毫米。這些碳原子的微觀晶體是聯(lián)絡(luò)在一同的,或多或少都是平行擺放的軸向纖維。晶體擺放使纖維的令人難以置信的強(qiáng)壯。幾千碳纖維扭在一同構(gòu)成一個(gè)紗、可自行或編織成織物?？椢?，紗線或聯(lián)系環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成各種復(fù)合資料。復(fù)合資料可用于制作飛機(jī)和太空船零件,風(fēng)車(chē)葉片，賽車(chē)或自行車(chē)的布局,高爾夫球桿軸、汽車(chē)配件，釣魚(yú)桿,帆船桅桿,以及許多其他的配件使其重量輕、強(qiáng)度高。
碳纖維是20世紀(jì)50年代作為強(qiáng)化資料高溫?zé)贫桑米鞒霎a(chǎn)導(dǎo)彈配件。前期的纖維加熱制作,直到結(jié)成了人造絲。這個(gè)進(jìn)程的功率低下,發(fā)生的纖維富含碳,只要大概20%的低強(qiáng)度和剛度特性。在20世紀(jì)60年代初,開(kāi)發(fā)利用了聚丙烯腈為質(zhì)料，使碳纖維富含了55%碳和有十分好的功能。聚丙烯腈變換進(jìn)程的根本辦法,敏捷成了前期碳纖維出產(chǎn)的根本辦法。
在70年代,有人試驗(yàn)從石油中提煉加工碳纖維。這些纖維富含大概85%的碳,具有優(yōu)良的抗折強(qiáng)度?？蓱z的是,他們只要有限的抗壓強(qiáng)度、沒(méi)有被廣泛承受。
今日,碳纖維是許多產(chǎn)物的重要配件,碳纖維應(yīng)用在逐年疾速開(kāi)展。美國(guó)、日本和西歐是首要的碳纖維出產(chǎn)商。
炭纖維的分類(lèi)：碳纖維按拉伸模量進(jìn)行分類(lèi)，用拉伸模量的多少來(lái)衡量必定直徑的纖維拉力。英語(yǔ)的計(jì)量單位為鎊在每平方英寸的橫截面積的力。炭纖維份為“低模量”張力在34.8萬(wàn)磅以下(240萬(wàn)kPa)。其他品種的次序按拉伸模量,包含“規(guī)范”,“中級(jí)模數(shù)”、“高彈性模量、”和“超高模數(shù)。”彈性模量碳纖維的布局有超高壓72.5-145.0，拉伸模量到達(dá)1.0 500萬(wàn)磅(kPa)。作為對(duì)照,鋼有拉伸模量約29億磅(約200萬(wàn)kPa)。因而,最有力的碳纖維是鋼大概五倍。
石墨纖維指的是有石油瀝青為質(zhì)料出產(chǎn)的一種超高模纖維，這些纖維,有一個(gè)內(nèi)部布局的三維晶體擺放嚴(yán)密挨近的特色，是一種純潔的方式的碳稱(chēng)為石墨原資料來(lái)出產(chǎn)碳纖維質(zhì)料被稱(chēng)為原絲，大概90%的碳纖維出產(chǎn)質(zhì)料是聚丙烯腈。其他10%是由人造絲和石油瀝青。
所有這些資料都有機(jī)聚合物,其特色是被碳原子長(zhǎng)串綁在一同的分子。各公司切當(dāng)?shù)脑z基體成分是不一樣,通常被認(rèn)為是一個(gè)商業(yè)秘密。
在出產(chǎn)進(jìn)程中,運(yùn)用了各種氣體和液體，這些資料有些是為了與纖維反響，以到達(dá)特定的作用 其他資料的描繪，或不作出反響，以避免某些與纖維的反響。 這些進(jìn)程中的許多資料的切當(dāng)成分相同被認(rèn)為是商業(yè)秘密。
制作業(yè)工藝
在碳纖維制作進(jìn)程平分化學(xué)和機(jī)械有些，原絲長(zhǎng)股或纖維被拉進(jìn)爐內(nèi),然后在無(wú)氧狀態(tài)下加熱到一個(gè)十分高的溫度。無(wú)氧，纖維不能焚燒。相反,高溫使纖維原子強(qiáng)烈振蕩直到最終非碳原子而被鏟除。這一進(jìn)程稱(chēng)為碳化進(jìn)程，長(zhǎng)束組成的纖維，嚴(yán)密互鎖，只留下了少量非碳原子剩下。這既是典型的運(yùn)用聚丙烯腈出產(chǎn)碳纖維的操作序列。
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