碳(C)纖維材料(Material)的生產(chǎn)(Produce)制造要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的過程(guò chéng),將PA
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N、粘膠絲和瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)絲經(jīng)過熱處理(chǔ lǐ)(預(yù)氧(Oxygen)化、碳(C)化、石墨(化學(xué)式C )化),除去多余的雜質(zhì),碳(C)纖維板盡可能(maybe)只留下碳(C)元素。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。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。
碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。在這個(gè)過程(guò chéng)中,它的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化,下面小編就以PAN基碳(C)纖維為例來帶大家了解(Find out)一下。 先是預(yù)氧化(oxidation)階段,化學(xué)反應(yīng)(Chemical reaction)讓它的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動(dòng))的梯形六元環(huán)結(jié)構(gòu)。如果加熱的時(shí)間很長,纖維會(huì)開始吸氧,形成氧鍵結(jié)構(gòu)。不過這樣的話,纖維原來的取向就被破壞(vandalism)了,需要進(jìn)行特殊處理使它的分子鏈恢復(fù)原狀。在氧化階段和碳(C)化階段,纖維的質(zhì)量和直徑都會(huì)縮小,重量的損失(loss)在60%左右,直徑隨著重量的減輕而變小。急劇收縮將會(huì)帶來一些缺陷,碳(C)纖維板不過碳(C)纖維的耐高溫能力是非常不錯(cuò)的,在2000℃~3000℃時(shí)石墨結(jié)構(gòu)還是很穩(wěn)定的。石墨晶體的平面的取向決定了碳(C)纖維的彈性模量。要是在石墨化的階段對(duì)碳(C)纖維繼續(xù)施加牽引力,可以進(jìn)一步提高碳(C)纖維的楊氏模量。 從碳(C)纖維材料(Material)的結(jié)構(gòu),我們可以看出它的強(qiáng)度(strength)和模量,對(duì)其結(jié)構(gòu)做細(xì)微的調(diào)整,性能也會(huì)有所增加。
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