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碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料,已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用,对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义,对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。我国至今没能实现大规模工业化生产,工业及民用领域的需求长期依赖进口,严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展,与我国的经济社会发展进程极不相称。
碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、 高温状态下碳化而制得。目前制约我国碳纤维发展的首要原因是 PAN原丝质量不过关,其它原因还有生产技术及设备等。随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足军工和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是我国碳纤维工业发展亟待解决的问题。碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品。
碳纤维具有高比强度、耐高温、热膨胀系数小等一系列优良特性,随着科技的进步,真空炉保温在新兴产业中的应用越来越多,由于其对保温材料的要求苛刻,碳纤维硬毡隔热材料由于其优越热工特性而成为高温隔热保温的首选材料。碳纤维硬质保温材料克服了软毡硬化材料所存在的易分层开裂,使用寿命短等缺点,在高温炉用隔热保温材料领域越来越受关注。成功掌握了碳纤维硬毡隔热材料的生产工艺,产品在真空炉上取得了较好的应用效果。
真空炉保温的加热元件有金属和非金属之分,分别叙述如下。金属加热元件 通常分为两种:一种为贵重金属,如钼、铂、钨、钽等;另一类为一般金属,如镍铬耐热合金、铁铬铝合金、钼钨合金等。非金属加热元件 有石墨和化合物两种。化合物有碳化硅、硅化钼、二氧化钼等。其中碳化硅在高温下易黏结分解,而二氧化钼在1300℃时会软化。只有石墨具有加工性能好、耐高温、耐急冷急热性好、塑性好、辐射面积大、抗热冲击性能好等特点,适于制作加热元件。
石墨毡具有比碳毡更高的碳化温度;其耐热温度更是提高很多,其高碳化温度可以保证产品的使用寿命。碳纤维硬毡此外由于高温碳化后,毡中含有的杂质极少,使得其后处理工序更加简便。具有宏观尺度的纳米碳纤维/石墨毡复合催化材料及其制备方法。复合催化材料由石墨毡,以及石墨毡上原位生长的纳米碳纤维组成。定做碳纤维硬毡制备方法包括如下步骤:将石墨毡先进行液相或气相氧化;粘胶基碳纤维毡是以粘胶人造丝为原料,经针刺、预氧、碳化等生产过程而制得,是性能优异的高温隔热材料,它具有其它种类碳毡的一般特性,还具有密度小、导热性低等特点,适宜做隔热保温材料、耐烧蚀。
碳纤维硬毡是经过特殊工艺复合而成的新型隔热保温材料。适用于真空烧结炉(硬质合金烧结炉 淬火炉、渗碳炉、加压气淬炉、冶金粉末烧结炉、中频感应炉、钎焊炉、陶瓷烧结炉)其优点:反辐射能力强、使用寿命长、节能、热室无污染、耐压、耐气流冲击、保温效果好 、寿命是软毡的3倍。用途:1.做高温真空炉的隔热保温材料;2、作增强材料,制取碳/碳复合材料。特性:聚丙烯腈基碳毡是采用聚丙烯腈基原毡经过热稳定化和碳化处理后而制的一种厚3-16mm毡体,由于在碳毡中90%为孔隙,因此它在真空或惰性气氛中隔热保温性能非常优越,特别是在高温条件下,性能稳定,由于它的重量轻,比热容小,质地柔软,绝热性好,操作方便,特别适用于间歇运行的高温真空炉,可节省大量能源。