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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。
按原料体系的不同,碳纤维主要分为:黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维。黏胶基碳纤维,黏胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料,目前, 黏胶基碳纤维仍占据着其他碳纤维不可取代的地位,是重要的战略物资。聚丙烯腈基碳纤维,聚丙烯腈基碳纤维是目前的主流,占据了主要的市场费额:1、瓦特的技术突破打通了制造高性能碳纤维的通道;2、PAN原丝质量是制造高性能碳纤维的前提;3、一条龙生产线得到发展,世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始,直到碳纤维以及中、下游产品开发。沥青基碳纤维,1965年,日本群马大学的大谷衫郎研制沥青基碳纤维获得成功,从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
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。
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。保温炉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。定制保温炉保温材料用途: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。
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。以下是炭纤维硬毡与石墨纤维硬毡的区别。炭纤维的炭化温度只有一千多度,制成炭纤维硬毡后的使用温度也就一千多度。炭纤维在隔绝空气下加热到近三千度就成了石墨纤维,制成石墨纤维硬毡后的使用温度可以达到两千多度。如果炭纤维硬毡用于两千多度的保温环境下会发生变化的。
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。