碳纤维是什么材料(碳纤维的特性)

碳纤维是什么材料(碳纤维的特性)

1、什么是碳钎维

碳钎维:由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。

2、碳纤维的特性

当握住由碳纤维制成的东西时,最容易识别的特征是它的重量轻。碳的密度是铝的1/2,是钢的1/5。

由于它可以在不牺牲机械性能的情况下减轻重量,使得它在许多情况下成为金属替代品的最佳选择,碳纤维复合材料也可以加工并用于制造特殊零件。

具有耐高温、耐腐蚀、抗摩擦、导电、导热及热膨胀系数小等特性。碳纤维具有高刚度、高拉伸强度和高杨氏模量。

碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。

3、为什么贵

碳纤维是什么材料(碳纤维的特性)

碳纤维主要是通过有机前驱体热解来获取,根据前驱体种类区分,碳纤维主要有聚丙烯腈基、沥青基和粘胶纤维基。其中,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由于其综合性能优异而成为碳纤维工业生产的主流。

当前,PAN高成本限制了碳纤维在特殊产品中的应用,在特殊产品中,高机械性能和轻量化比总成本更为重要。

碳纤维的制备是一个系统工程,它包含一系列复杂的物理化学反应,制备难度很高。特别是那些有不同结构、性能要求的部件,制作要求更高。一些高端技术只有少数发达国家拥有专利。

在生产过程中石墨化温度需2000度左右,能耗比较大,同时整个过程都需要充惰性气体,成本较高。

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