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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。碳纤维保温硬毡金属加热元件 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。定做碳纤维保温硬毡化合物有碳化硅、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。
石墨毡因选用原毡的不同分为沥青基石墨毡、聚丙烯腈基(PAN基)石墨毡和黏胶基石墨毡三种,主要用途是作为单晶硅冶炼炉的保温、隔热材料。在化学工业中可作为高纯度腐蚀性化学试剂的过滤材料。工艺将聚丙烯腈基炭毡或黏胶基炭毡裁成所需尺寸,卷成筒状装入石墨材料做的容器内,将石墨容器置于高温炉内(高温炉为石墨管炉、中频、高频感应炉或其他加热形式的高温炉),用抽真空或通高纯惰性气体保护,以100~300℃/h的升温速率加热到2200~2500℃,再自然冷却至100℃即得。
沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料,经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于95%的特种纤维。因其具有高强度、模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好等性能特点。还具有较高的热传导性能,反向热膨胀系数和超高的模量,沥青基碳纤维适用于空间技术和人造卫星领域;沥青基碳纤维独特的热传导性能,使其在高产出的电气设备中显示出良好的散热效果;对有效载荷有严格限制的运载火箭来说,沥青基碳纤维增强材料在减轻重量上可起决定作用;沥青基碳纤维的低密度、高热导性能以及特殊的摩擦性能,对于其在军事领域的应用十分有价值;而沥青基碳纤维及其增强材料的稳定性。
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。
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。
碳纤维硬毡经磨碎及短切后,可用于制做各种碳纤维深加工制品,或者直接活化后制成ACF过滤制品。可以用于各种树脂、涂料、橡胶、水泥等材料中,碳纤维硬毡具有良好的导电效果,同时使产品的强度、耐磨性能得到大大提高,是其它导电材料的理想替代产品。也可用于制作保温、阻燃、耐磨、密封和抗静电复合材料及针刺无纺毡。