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工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈 (PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶 基碳纤维三大类。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展。由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为当今碳纤维工业生产的主流。
用碳纤维来制作的产品部件目前已经有了很多,大部分部件并非标准的板材和管材制品,处于应用场景需求会有这种弧度和造型的要求,碳纤维复合材料拥有很好的可塑性,树脂在模具流动能够实现多种复杂的造型,这类异形件在目前定制领域需求量巨大。对于造型复杂的异形件制品,想要用碳纤维来实现的话需要前期设计好三维图纸,根据图纸来制作专门加工的模具,模具制作出来之后才能进行碳纤维预浸料铺设,固化成型等一系列的流程,最终生产出来成品的碳纤维异形件。对于高精度异形件前期需要进行较多的测算、实验,整理出最优的设计方案和加工方式出来才能制作出复合要求的碳纤维异形件制品,期间的设计、原材料选择、模具品质、施工质量把控等任何一个环节都需要严谨实施,任何环节的疏忽都会影响产品的最终品质。
碳纤维是一种新型碳材料,是二十一世纪社会发展和工业进步不可缺少的一种工业材料,它代表了一个国家材料科学发展水平。作为一种单体材料,碳纤维集多种优异性能于一体。包括力学性能:高比强度、高比模量、耐摩擦、抗蠕变;热学性能:导热、热容量低、热膨胀系数小;化学性能:耐高温、耐腐蚀;电学、磁学性能。导电、电磁屏蔽性好、X射线透过性好等特点,可广泛应用于摩擦材料、高温保温材料、高档密封材料、防静电材料、C/C复合材料的增强材料、电热及建筑等领域。
真空炉保温是由炉体、真空机组、液压系统、控制系统、冷却系统等几部分组成的,对于气冷真空炉要具备氮气储气罐,为防止停水或水压不足等要备有高空水槽,防止因停水而烧坏或烧蚀密封件、电极等。石墨硬毡真空炉的炉体和炉门由高强度钢板焊按而成,为双层水套结构形式,炉门由齿轮、齿条传动开启和关闭,灵活方便。加热室是圆形结构,石墨管状加热器和冷却气体喷嘴沿加热室的周围成360度均匀分布,高级碳毡及柔性石墨纸作为保温材料,结构轻巧固定。定做石墨硬毡真空炉根据加热的形式可分为外热式和内热式两种。内热式是真空炉生产厂家的首选炉型,按结构的不同可分为单室、双室、三室以及连续式等真空炉,有气冷、油冷和气油两用炉。
石墨制品的特点及用途:一、石墨制品具有很好的吸附性。 炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、气味、有毒物质等。我们做过实验,前几天烤肉用过的石墨烤盘看上去非常干净,但放到电磁炉上加热,会看到上次烤肉时吸附的油脂和有害物质会慢慢渗出,不过不用担心,用干净的餐纸擦拭干净即可使用了。二、石墨制品具有很好的导热性,传热快,受热均匀,节约燃料。用石墨制成的烤盘,锅等加热快,而且烧制的食物受热均匀,从里往外熟,加热时间短,不仅味道纯正,而且能锁住食物本来的养分。我们做过实验,用石墨烤盘烤肉时,刚开始电磁炉打到大火,仅20-30秒就能预热,开始烤制食物时只要打在小火上即可,有利用节约能源。
石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸,强碱及有机溶剂的侵蚀。并且还具有很好的导热性,传热快,受热均匀,节约燃料。由于石墨具有许多优良的性能,因而石墨制品在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。碳石墨是石墨制品的一种类型,其摩擦系数低、耐腐蚀性良好、导热性好、线膨胀系数低、组对性能及耐温性能好等优良特点。是机械密封行业适用范围广的摩擦副组对材料,具有良好的自润滑性能。碳纤维和石墨纤维都是当前发展宇航不可缺少的复合材料的原料之一。所以碳石墨(浸渍金属石墨)材料的用途极广,有广阔的发展前途。