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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。
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。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。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。
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。
复合硬毡(增强复合)产品特点:以PAN基聚炳烯腈基毡为基体材料,经特种粘合剂复合碳化而成。它具有一定的刚性、自支撑性、比重小、无短纤脱落、热导系数低、环保节能,气氛保护下使用温度可达2650℃。理化指标:容重(g/cm3)0.23~0.25导热系数(w/m.k)1500℃、0 .152000℃、 0 .25比热(J/g.k)0.91抗压强度(M/Pa)(30mm厚)≥0.4抗弯强度(M/Pa)(30mm厚)≥0.7含 碳 量(w%)≥97灰分(w%)0.6-0.9使用温度空气中(℃)300真空中(℃)1800保护气氛(℃)2800。适用范围:适用于压力烧结炉、高压气淬炉、等各种真空或对炉体气氛要求极高的压力炉,特殊适合对炉体气氛要求极高的气氛炉行业理想的隔热保温材料。可提供平板、圆盘、筒等各种几何形状 。
真空炉保温材料一般是指热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快,在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料,往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率,降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高,必须要有较厚的覆层;而型材类无机保温材料要进行拼装施工,存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此,人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。
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。碳纤维毡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。定制碳纤维毡价格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。