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碳纤维是目前已大量生产的高性能纤维中具有比强度和比模量的纤维,作为一种高性能纤维材料,作为一种优异的增强材料,碳纤维与树脂等基体材料的融合,能够提高材料的强度、刚度、减振性、导热性等其它优异性能,碳纤维复合硬毡材料是复合材料家族中应用最广泛的一种,逐渐成为现代高新技术领域最优应用前景的一种复合硬毡材料。我们知道碳纤维复合硬毡材料具有优异的力学性能,这表现在碳纤维的强度方面。根据受力种类,碳纤维的强度可分为四种,抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪切强度,碳纤维复合硬毡材料的抗压强度和抗弯强度在1100MPa以上,抗拉强度达到3000MPa以上,碳纤维复合硬毡材料的层间剪切力也达到了100MPa,而一般碳纤维制品都是采用多层碳纤维预浸料铺陈。

碳纤维具有高比强度、耐高温、热膨胀系数小等一系列优良特性,随着科技的进步,真空炉保温在新兴产业中的应用越来越多,由于其对保温材料的要求苛刻,碳纤维硬毡隔热材料由于其优越热工特性而成为高温隔热保温的首选材料。石墨碳毡碳纤维硬质保温材料克服了软毡硬化材料所存在的易分层开裂,使用寿命短等缺点,在高温炉用隔热保温材料领域越来越受关注。专业石墨碳毡成功掌握了碳纤维硬毡隔热材料的生产工艺,产品在真空炉上取得了较好的应用效果。

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。

随着碳纤维复合材料应用领域的不断扩大,其废弃物的回收问题也引发了一定的关注。在污染和资源浪费日益严重的情况下,应该从复合材料应用的最初阶段就开始重视材料的选择以及回收利用成本,这有利于从整体上降低回收成本并减少环境中的废弃物。国内率先推广连续碳纤维增强热塑性复合材料应用建议:碳纤维增强复合材料零部件的应用方应从复合材料的树脂基体考虑,在使用性能得到保证的前提下,尽量采用热塑性树脂作为复合材料基体,这将利于碳纤维的回收和循环利用。