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碳纖維的磁學(xué)性質(zhì)與吸收

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:編輯人氣:發(fā)表時(shí)間:2018-08-03【

1.碳(C)纖維的磁學(xué)性質(zhì)

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  從磁性角度(angle),可以碳(C)材料(Material)大致分為兩類:一類是包含順磁離子的碳(C)纖維,另一類是不含順磁離子的碳纖維。所謂順磁離子系指d殼層不滿的過渡(transition)元素或f殼層不滿的稀土族元素。只有當(dāng)碳纖維內(nèi)包含具有固有磁矩的電子結(jié)構(gòu)時(shí)才會(huì)引起順磁磁化(磁矩的擇優(yōu)取向),具有飽和(saturation)電子結(jié)構(gòu)的碳纖維,沒有固有磁矩,因此是抗磁性的。碳纖維中載流子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的順磁性一般大于抗磁性,所含的雜質(zhì)和缺陷往往具有未配對(duì)的電子,它們的自旋貢獻(xiàn)一定的順磁性。因此,存在一定載流子、雜質(zhì)或缺陷濃度的固體一般表現(xiàn)為順磁性。

  金剛石和石墨(化學(xué)式C )都是飽和(saturation)電子結(jié)構(gòu),因此結(jié)晶完美的金剛石和石墨(化學(xué)式C )都是抗磁性的。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。但是,由于石墨的禁帶寬度幾乎為O,石墨基碳(C)纖維材料(Material)總是存在大量的雜質(zhì)和缺陷,大量載流子、雜質(zhì)和缺陷的存在使得碳(C)纖維材料(Material)一般具有順磁性。金剛石的禁帶寬度很大,并且不容易進(jìn)行攙雜,因而一般總是表現(xiàn)為抗磁性。
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  2.透過與吸收
  自古以來金剛石就是最吸引人的寶石經(jīng)過加工后,它晶瑩剔透,熠熠發(fā)光,這是因?yàn)榻饎偸哂懈叩恼凵渎?可見光區(qū)域n=2.42)和低的吸收系數(shù)。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。不僅是可見光區(qū)域,金剛石在紅外和紫外光的大部分區(qū)域都具有極好的透過性能,含有N原子雜質(zhì)的天然金剛石只是在紅外光7~8μm的地方和紫外0.25μm左右的地方存在弱吸收。類金剛石膜中含有較多不同狀態(tài)的C一H鍵以及非sp3雜化的C一C鍵時(shí),在可見光下一般呈現(xiàn)黃色等,具有低的折射系數(shù),在紅外光譜上可以觀察到眾多吸收峰。紅外吸收光譜是測(cè)定類金剛石膜結(jié)構(gòu)組成的重要方法。石墨(化學(xué)式C )和碳(C)纖維材料(Material)具有導(dǎo)電性能,通過(tōng guò)反射光譜來確定其光學(xué)性能。
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