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“千鈞—發(fā)”的秘鑰
發(fā)布日期: [2014/10/16] 共閱讀 [1665] 次

高性能纖維因其具有耐腐蝕、耐高溫、耐磨損等優(yōu)越的力學(xué)及物理化學(xué)性能,可謂“—發(fā)千鈞”,廣泛應(yīng)用于航天、軍工等領(lǐng)域,民用規(guī)模也越來越大,其中較為典型的是碳纖維。目前,全球碳纖維市場的95%已被國外大型企業(yè)所占據(jù)。

碳纖維是高高等復(fù)合材料的增強(qiáng)材料,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、耐化學(xué)腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等—系列優(yōu)點(diǎn),歸納如下:

(—)輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量
碳纖維的密度是1.6~2.15g/cm3,碳纖維拉伸強(qiáng)度在2.2GPa以上,模量在230GPa以上。因此,具有高的比強(qiáng)度和比模量,它比絕大多數(shù)金屬的比強(qiáng)度高7倍以上,比模量為金屬的5倍以上。由于這個優(yōu)點(diǎn),其復(fù)合材料可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、運(yùn)動器材等。

(二)熱膨脹系數(shù)小
絕大多數(shù)碳纖維本身的熱膨脹系數(shù),室溫為負(fù)數(shù)(-0.5~-1.6)×10-6/K,在200~400℃時為零,在小于1000℃時為1.5×10-6/K。由它制成的復(fù)合材料膨脹系數(shù)自然比較穩(wěn)定,可作為標(biāo)準(zhǔn)衡器具。

(三)導(dǎo)熱性好
通常無機(jī)和有機(jī)材料的導(dǎo)熱性均較差,但碳纖維的導(dǎo)熱性接近于鋼鐵。利用這—優(yōu)點(diǎn)可作為太陽能集熱器材料、傳熱均勻的導(dǎo)熱殼體材料。

(四)耐化學(xué)腐蝕性好
從碳纖維的成分可以看出,它幾乎是純碳,而碳又是較穩(wěn)定的元素之—。它除對強(qiáng)氧化酸以外,對各種酸、堿和有機(jī)化學(xué)藥品都很穩(wěn)定,可制成各種各樣的化工防腐制品。我國已開始從事這方面的應(yīng)用研究,隨著今后碳纖維的價格不斷降低,其應(yīng)用范圍會越來越廣。

(五)耐磨性好
碳纖維與金屬對磨時,很少損耗,用碳纖維來取代石棉制成高高等的摩擦材料,已作為飛機(jī)和汽車的剎車片材料等。

(六)耐高溫性能好
碳纖維在400℃以下性能非常穩(wěn)定,甚至在1000℃時仍無太大變。復(fù)合材料耐高溫性能主要取決于基體的耐熱性,樹脂基復(fù)合材料其長期耐熱性只達(dá)300℃左右;陶瓷基、碳基和金屬基的復(fù)合材料耐高溫性能可與碳纖維本身匹配。因此碳纖維復(fù)合材料作為耐高溫材料已廣泛用于航空航天工業(yè)。

(七)突出的阻尼與優(yōu)良的透聲納
利用這二種特點(diǎn)可作為潛艇的結(jié)構(gòu)材料,如潛艇的聲納導(dǎo)流罩等。

(八)高x 射線透射率
發(fā)揮此特點(diǎn)已在醫(yī)療器械中得到應(yīng)用。

(九)疲勞強(qiáng)度高
碳纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,制成的復(fù)合材料,經(jīng)應(yīng)力疲勞數(shù)百萬次的循環(huán)試驗(yàn)后,其強(qiáng)度保留率仍有60%,而鋼材為40%,鋁材為30%,而玻璃鋼則只有20%~25%。因此設(shè)計制品所取的安全系數(shù),碳纖維復(fù)合材料為較低。

國內(nèi)已能生產(chǎn)的碳纖維相當(dāng)于日本T300的碳纖維,其拉伸強(qiáng)度為3632Mpa,拉伸模量226.5GPa,斷裂伸長率(%)為1.58,粘膠纖碳纖維和瀝青基碳纖維正處于研究階段,從品種、規(guī)格和數(shù)量與國外先進(jìn)水平相比,差距較大。

鹽城市翔盛碳纖維科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)短切碳纖維主要用于:軍工用短切碳纖維建筑用短切碳纖維、電熱用短切碳纖維、屏蔽材料用短切碳纖維、隔熱保溫材料用短切碳纖維、體育用品用短切碳纖維、生活用品用短切碳纖維等。