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按原料体系的不同,碳纤维主要分为:黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维。黏胶基碳纤维,黏胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料,目前, 黏胶基碳纤维仍占据着其他碳纤维不可取代的地位,是重要的战略物资。聚丙烯腈基碳纤维,聚丙烯腈基碳纤维是目前的主流,占据了主要的市场费额:1、瓦特的技术突破打通了制造高性能碳纤维的通道;2、PAN原丝质量是制造高性能碳纤维的前提;3、一条龙生产线得到发展,世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始,直到碳纤维以及中、下游产品开发。沥青基碳纤维,1965年,日本群马大学的大谷衫郎研制沥青基碳纤维获得成功,从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸准确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。
碳纤维复合材料的成型工艺多达数十种,其中热压罐工艺是应用较多、最为常见的一种成型方式。将碳纤维预浸料按铺层要求铺放于模具上,将毛坯密封在真空袋后放置于碳纤维热压罐中。在真空状态下,经过热压罐设备升温、加压、保温、降温和卸压等程序,利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力实现固化,从而可以形成表面与内部质量高、形状复杂、面积巨大的碳纤维复合材料制件。
与低温(900度以下)处理碳毡相比,高温(2200度以上)处理石墨毡具备以下优势:石墨毡吸附性小,对水蒸气等气体的吸附比低温处理碳毡低2个数量级。石墨毡对于很多需要抽真空的封闭容器设备来说,气氛的纯净度是很关键的参数,而低温处理碳毡由于吸附性大而导致容器内抽真空很难抽干净.。石墨毡抗热氧化能力强。未经石墨化的炭材料结构是一种乱层结构,各种结构缺陷的存在使得其层面间距较大,容易受到氧原子的进攻而被氧化。而高温处理过的石墨毡完善的晶格和有序的三维排列使层面间距大大缩小,不易受到氧原子的进攻,因而大大增强抗氧化能力。定制石墨毡石墨毡纯度高,炭含量在99.5%以上,不会对被处理工件造成污染。而低温处理碳毡炭含量一般低于93%,容易造成炉内环境污染。总而言之,高温处理石墨毡比低温碳毡使用效果更佳,使用寿命更长。
硬质复合毡保温筒,主要用于真空烧结炉、硬质合金烧结炉等,夹层或双面均可贴石墨纸,强度高、保温效果好、寿命长!适用温度为1300-2600度!采用炭纤维布、柔性石墨纸、炭毡或石墨毡材料经特殊工艺粘合、固化、定型,二次高温热处理制得,具有一定的形状保持性、自支撑性、比重小、无短纤脱落、热导系数低、抗热震性、耐烧蚀、使用寿命长便于安装拆除。适用于真空高压气淬炉、真空烧结炉、加压真空烧结炉。贴面材料主要有布基和纸基两种。