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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。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。也可根据用户要求制成2-12股碳绳或编织圆绳。

碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料,已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用,对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义,对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。我国至今没能实现大规模工业化生产,工业及民用领域的需求长期依赖进口,严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展,与我国的经济社会发展进程极不相称。

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。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。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。

碳纤维硬毡保温材料具有优异的保温性能且使用寿命长,尤其在高温下,在真空或者惰性气体中使用时,耐热温度可达2400℃。此外,产品具有自重轻,低热膨胀系数,低吸热性,低放气量等特性,在高端设备领域正在被越来越广泛的使用。应用领域:工业真空炉、高纯硅氢化炉、蓝宝石、光纤的结晶炉、单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉。

石墨坩埚以天然鳞片石墨为主体原料,以可塑性耐火粘土或炭质为粘结剂加工而成,具有耐高温、导热性能强、抗腐蚀性能好,使用寿命长等特点。高温保温材料在高温使用过程中,热膨胀系数小,对急冷、急热具有一定抗应变性能。对酸性、碱性溶液抗蚀性较强,具有优良的化学稳定性,在熔炼过程中不参与任何化学反应。高温保温材料价格石墨坩埚内壁平滑,被熔化的金属液体不易渗漏和粘附在坩埚内壁,使金属液体有良好的流动性和浇铸性,适用于各种不同模具浇铸成型。由于石墨坩埚具有以上优良特性,被广泛用于合金工具钢冶炼和有色金属及其合金的冶炼。