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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。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。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。
碳纤维作为一种很好的结构材料,已被广泛应用于各种领域。除了质量轻、强度高、耐高温等众多优异的特性之外,碳纤维复合材料的耐腐蚀性特性比其他材料的要更为突出。从碳纤维的制作工艺过程可以看出,碳纤维是一种经过高温碳化、然后经过石墨化处理最终形成的一种类似石墨晶体的一种结构,这中结构本身就具有很高的耐腐蚀的介质,在一些化学介质中,其强度、模量基本保持无变化。但是在实际应用中,碳纤维通常会与树脂等基体材料融合,构成碳纤维复合材料使用,所以碳纤维制品的耐腐蚀性能会与碳纤维本身的耐腐蚀性能有一定的差异。
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。
碳纤维硬毡是经过特殊工艺复合而成的新型隔热保温材料。适用于真空烧结炉(硬质合金烧结炉 淬火炉、渗碳炉、加压气淬炉、冶金粉末烧结炉、中频感应炉、钎焊炉、陶瓷烧结炉)其优点:反辐射能力强、使用寿命长、节能、热室无污染、耐压、耐气流冲击、保温效果好 、寿命是软毡的3倍。用途:1.做高温真空炉的隔热保温材料;2、作增强材料,制取碳/碳复合材料。特性:聚丙烯腈基碳毡是采用聚丙烯腈基原毡经过热稳定化和碳化处理后而制的一种厚3-16mm毡体,由于在碳毡中90%为孔隙,因此它在真空或惰性气氛中隔热保温性能非常优越,特别是在高温条件下,性能稳定,由于它的重量轻,比热容小,质地柔软,绝热性好,操作方便,特别适用于间歇运行的高温真空炉,可节省大量能源。
汽车、风能、航空航天三大领域应用将驱动碳纤维及其复合材料需求快速增长,13-18 年碳纤维需求复合增长率为17%。在汽车、航空等领域对轻质高强材料需求增加的大背景下,碳纤维及其复合材料处于较快的发展阶段。根据我们的预测,全球碳纤维需求将从2013 年的46500 吨增长到2018 年的101420 吨,年复合增长率为17%。其中增速最快的是汽车和风机叶片领域,年复合增长率分别为41%和15%。全球碳纤维市场外资垄断,发展下游碳纤维复合材料的成长空间更为广阔。
碳纤维绳是用碳纤维制成的绳,简称碳绳。以聚丙烯腈基碳绳为例,常用直径2.0,每米重量1.8g,最小拉伸载荷100N,最大环扣强度100N,最小环扣强度60N,灰分含量<0.5%,是一种耐高温材料,其导电性优良。碳纤维主要用途:制法是根据用户要求制成碳股绳或编织绳。碳绳是真空炉保温隔热材料的必备配料,还可用作导电电极等。已广泛应用于各种不同类型负离子导电电极、真空炉隔热层炭毡捆扎、缝制、化工,石油,食品机械,医疗机械医用器材,土木建筑,电子仪器等领域。蚌埠碳纤维也可根据用户要求制成2-12股碳绳或编织圆绳。