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先進(jìn)材料碳纖維

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:編輯人氣:發(fā)表時(shí)間:2018-03-28【

  針對玻璃材質(zhì)纖維(Glass Fiber)的模量低、耐熱性不理想,難以滿足航空航天工業(yè)受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求,在20世紀(jì)60年代發(fā)展了強(qiáng)度(strength)特別高的、高模量、低密度(單位:g/cm3或kg/m3)的碳(C)纖維。碳纖維的發(fā)展可以追溯(trace back)到到1880年,愛迪生用棉、亞麻等纖維制成用做電燈絲的碳絲,因太脆、易級化、亮度低,后改為鎢(wolfram)絲。直到20世紀(jì)50年代,為了解(Find out)決武器隔熱問題(Emerson)碳纖維才再次走進(jìn)人們的視野,這次,它有了突破性的進(jìn)步,受到各個不同的行業(yè)的歡迎。

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    美國聯(lián)合碳(C)化物(carbide)公司(Company)研究(research)出人造絲為原料進(jìn)行碳纖維的工業(yè)生產(chǎn)(Produce),商品牌號為Thomel 。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中,纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進(jìn),使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。1962年,日本大阪技術(shù)研究所研究出以聚丙烯睛為原料的聚丙烯睛基碳纖維。1964年,英國皇家研究所的Watt等人在預(yù)氧(Oxygen)化和碳化時(shí)對聚丙烯睛纖維施加應(yīng)力牽伸,制得了強(qiáng)度特別高的(strength)、高摸量的碳纖維。l963年,日本的大谷衫郎以瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)為原料也成功制出碳纖維。此后,碳纖維向著高強(qiáng)度、高模量方向發(fā)展。我國從20世紀(jì)70年代也產(chǎn)碳纖維,不過發(fā)展緩慢品種少,性能一般,產(chǎn)量低。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,碳纖維已經(jīng)在力學(xué)性能、工業(yè)化生產(chǎn)(Produce)、品種、應(yīng)用等方面技術(shù)日趨成熟,1995年以來,國外幾家主要的高性能碳纖維生產(chǎn)(Produce)廠家的生產(chǎn)(Produce)能力不斷擴(kuò)大,成倍增長,進(jìn)入了大發(fā)展新時(shí)期。     隨著時(shí)代的發(fā)展,碳纖維的種類多樣,按照力學(xué)能力不同,可以分為中強(qiáng)型、高強(qiáng)型、超高強(qiáng)型、中模型、高模型;按照功能可以分為受力結(jié)構(gòu)用碳纖維、耐焰碳纖維、活性碳纖維、導(dǎo)電碳纖維、潤滑碳纖維、耐磨碳纖維等。碳纖維材料(Material)性能測試(TestMeasure)

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