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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。
碳纤维在航空工业中的使用越来越多,航空业制造商使用这种材料进行加工和制造,将面临许多复杂的问题。这种材料可单独使用,也可采用复合夹层和蜂房式结构,用途特别广泛,重量轻和结构性负荷方面的优势将确保其未来的增长。再一次领跑这一技术领域,与制造机翼结构的全球知名公司合作。诸如机身和机翼等碳纤维结构组件要承受巨大的压力,无疑是所有飞机的关键部件。本质上,碳纤维是一种分层复合材料,如果机翼组件未达到 100% 平直度,重叠的一层则无法精准结合,在应力和压力作用下将导致灾难。OPEN MIND 与机翼制造商合作,使这种困难复杂的工序自动化,并与第三方公司合作,以数字方式扫描结构,然后对组件的曲面配合进行逆向工程,确定每个结构独一无二的配合零件。
增强复合硬毡、石墨硬毡(通用叫法也有叫碳纤维复合硬毡、固化毡等)是一种采用特殊工艺将石墨纸、聚丙烯腈基碳毡、聚丙烯腈基碳布全为一体,经固化成型后,一次、二次高温处理制得,它的抗烧蚀性能、抗热震性能、耐气流冲刷和隔热保温性能都很优越。具有传统保温材料所不具有的刚性、自支撑性、高强度、无短纤脱落、热导系数低等优点,主要用于真空、及各类冶金工业炉(单晶生长炉、多晶铸造炉、多晶还原炉、多晶铸锭炉、高压气淬炉、热等静压炉、热平衡炉、低压烧结炉、加压真空烧结炉等, 广泛应用于国防、冶金、化工等行业。尤其是随着多晶硅、单晶硅产业的高速发展,作为高温炉热场隔热理想材料,优质硬质碳纤维毡的需求更是达到了前所未有的高度 。
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。真空炉隔热碳纤维具有十分优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,特别是在2000℃以上的高温惰性环境中,碳材料是唯一强度不下降的物质,是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。真空炉隔热价格除了优异的力学性能外,碳纤维还兼具其他多种优良性能,如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高,非磁体但有电磁屏蔽性等。
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。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。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。