碳纤维的性能与应用论文

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碳纤维的发展及其应用现状

碳纤维的发展及其应用现状

碳纤维的发展及其应用现状目前,碳纤维工业化产品主要包括PAN基和沥青基,世界上消费高性能碳纤维主要是美国,而生产高性能碳纤维主要是日本,碳纤维已广泛应用于各行各业中。

碳纤维大多应用于复合材料的生产,且广泛应用于各行各业。

论文主要分析了国内外碳纤维发展现状,着重介绍了碳纤维在宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域的应用。

标签:碳纤维;复合材料;领域;应用一、碳纤维的发展现状研究1.国外发展现状1959年日本进藤博士采用PAN奥纶为原材料研究开发基碳纤维,日本大谷教授利用煤焦、石油炼制过程中的副产品(沥青)研究成功开发了沥青基碳纤维。

1965年,粘胶纤维基碳纤维是由美国的UCC公司开发成功的,主要材料是粘胶纤维。

于20世纪70年代初就开始生产碳纤维,主要应用于火箭喷嘴,其能有效防止热气流传。

1971年至1983年,日本东邦人造丝公司、东丽公司等对碳纤维研究比较早,在此期间已经能进行大批量的生产,主要用于体育器具,欧美则用于航空和航天工业。

1980年前,波音公司首次将碳纤维使用在757飞机上,1985年-1990年,欧美主要对复合材料产品性能和深加工技术进行了研究。

国外利用电磁辐射等离子技术由碳纤维原丝来生产碳纤维;并把纳米技术应用于碳纤维上,研制出纳米碳纤维,超高模量的沥青碳纤维长丝发展迅速。

2.国内发展状况20世纪70年代中期,我国开始研究碳纤维,经过多年的发展,碳纤维在研发领域上取得了很大的成就,但总的来说,国内碳纤维的研制与生产水平还较低。

吉林省长春应用化学研究所于1960年代初,开始对PAN基碳纤维进行研究,并先后完成了连续化中试装置。

上海合成纤维研究所等单位也开始研究,于1980年通过了中试。

总之,我国在碳纤维领域的研究方面起步晚、发展也缓慢。

二、碳纤维的应用状况研究1.宇航领域碳纤维重量很轻,但其尺寸稳定性,刚性和导热性能均很好,最初的高模量碳纤维广泛在人造卫星技术当中使用。

碳纤维材料在桥梁加固的应用[论文]

碳纤维材料在桥梁加固的应用[论文]

浅谈碳纤维材料在桥梁加固的应用摘要:本文结合g325广南线那蒙大桥和x021蒲董线炳岭桥维修加固工程实例,对碳纤维材料在桥梁加固的应用谈一些看法。

关键词:碳纤维材料桥梁加固应用碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化,有着优异的力学性能。

用其加固补强混凝土结构施工简单便捷,在桥梁维修加固中得到广泛的应用。

一、碳纤维材料特性碳纤维增强塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的,其力学特点是应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。

碳纤维材料具有优异的物理力学性能。

加固混凝土构件所用的碳纤维布,是由碳纤维长丝经编织而制成的柔软片材。

碳纤维布在编织时,将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺,用极少的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织连接在一起,形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。

碳纤维布的抗拉强度标准值应大于3000mpa,弹性模量大于2.1×l05mpa.综合材料的物理、力学特性分析,要想最大限度地发挥材料自身的优势,适宜将c(rp材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件,特别适用于纯受拉构件,工程实践也证明了这一点。

目前,用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉应力,约束裂缝的开展。

二、在桥梁加固工程的应用1、工程概况g325广南线那蒙大桥旧桥为t形钢筋混凝土梁桥,大桥全长240.40m,桥面宽为12.50m,该桥上构为10*22.20m(钢筋混凝土t 梁)+10.00m(空心板梁),支座为板式橡胶支座。

下部结构采用双柱式墩,重力式桥台和双柱式桥墩。

伸缩缝为异型钢伸缩缝,栏杆为钢筋混凝土栏杆。

(1)病害特征:t型梁腹板底面横向裂缝、腹板侧面竖向裂缝、斜向裂缝;底部钢筋锈蚀,混凝土保护层开裂剥落。

(2)病害成因剖析:①t梁裂缝主要由外荷载引起的结构性(受力裂缝)。

②底部钢筋锈蚀,混凝土保护层开裂剥落主要是由于砼施工质量造成的,砼破坏处显示砼粗集料为卵石且质量欠佳导致砼与钢筋粘结不够密实。

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文标题:碳纤维复合材料:制备、性能与应用摘要:碳纤维复合材料是一种重要的先进材料,在航空航天、汽车制造、体育器材以及其他领域具有广泛的应用前景。

本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及其在不同领域的应用研究,旨在为碳纤维复合材料的研究和应用提供一定的参考。

1.引言随着科技的进步和产品性能需求的提高,新型材料的研究和应用成为一个重要的研究方向。

碳纤维复合材料以其高强度、低密度、优异的机械性能和化学稳定性等特点,受到了广泛关注。

2.碳纤维复合材料的制备方法2.1碳纤维的制备工艺2.2树脂基体的制备方法2.3复合材料的制备工艺2.4其他制备方法的研究进展3.碳纤维复合材料的性能特点3.1机械性能3.2热性能3.3电性能3.4耐腐蚀性能4.碳纤维复合材料在航空航天领域的应用4.1飞机结构件4.2发动机部件4.3航空航天用复合材料板5.碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用5.1车身材料5.2引擎附件5.3车内装饰材料6.碳纤维复合材料在体育器材领域的应用6.1网球拍6.2高尔夫球杆6.3自行车车架7.碳纤维复合材料的未来发展趋势对碳纤维复合材料未来的发展趋势进行展望,并提出了一些研究方向和应用前景。

包括在材料性能的进一步提高、制备工艺的优化、成本的降低等方面。

结论:碳纤维复合材料以其出色的性能和广泛的应用领域,成为了当今研究热点。

本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及在航空航天、汽车制造和体育器材等领域的应用情况,并对其未来的发展趋势进行了展望。

碳纤维复合材料在各个领域的应用前景广阔,值得进一步深入研究和应用。

碳纤维布在高层混疑土墙-柱加固中应用论文

碳纤维布在高层混疑土墙-柱加固中应用论文

碳纤维布在高层混疑土墙\柱加固中应用摘要:碳纤维布加固混疑土结构具有不破坏原结构,施工方法简便,加固后能使结构满足设计要求等优点,本文重点介绍碳纤维布加固混疑土墙、柱的设计计算及施工工艺。

关键词: 碳纤维布加固剪力墙、柱设计计算abstract: a mix of carbon fibre reinforced soil structure has not damage the structure, construction method is simple, strengthened structure can meet the design requirements and other advantages, this article introduced a mix of carbon fibre reinforced wall, design and calculation of the column and the construction technology.keywords: of carbon fibre reinforced shear wall, column design calculation中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:本工程为23层框架剪力墙结构,裙房柱截面尺寸为400x500,主楼柱截面尺寸为400x550, 主楼剪力墙厚250.施工时采用商品混疑土浇注,当主体施工到二层楼面时,发现一层部分墙、柱砼浇捣错误,其砼强度低于设计值,随后对整层每片墙、每根柱砼强度进行现场强度回弹强度检测,回弹结果表明:主楼部分有六柱及一片墙砼强度仅为c27左右(为计强度的67.5%),五根柱二片墙强度仅为c32左右(为原设计强度的80%),群房部分柱砼强度虽未达到设计要求,经过验算可满足设计要求,无须加固,故本工程仅对主楼部有分缺陷的墙、柱进行加固处理。

1 加固方案的确定1.1 外保碳纤维布加固,对砼强度等级达到c32左右的墙、柱采用外包碳纤维布来提高抗压强度,以达到设计要求。

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文摘要:对拟补强加固构件的混凝土表面及其处理方法,基底树脂的涂敷,碳纤维布的粘贴、养护、表面整饰等进行充分研究和设计,并对使用材料、配套树脂、机具等做好准备工作。

一、应用碳纤维布加固钢筋混凝土柱的技术特点第一,碳纤维布加固框架柱,是用纤维布缠绕柱体,使混凝土处于三向受力状态。

由于碳纤维布极高的抗拉强度以及和混凝土较好的粘结性能,使得碳纤维布有效约束混凝土,从而使其承载能力和延性有较大提高。

有试验表明:有缺陷的柱通过碳纤维布环箍作用,其抗压强度可以达到相同等级混凝土的1.4倍。

第二,碳纤维布是一种厚度小、自重轻、柔韧性好的材料,它具有极高的抗疲劳性、抗徐变、抗酸碱、抗高温的特性,所以用来加固混凝土柱可以满足抗弯、抗压和抗震的要求,并且还不会增大柱子的截面。

第三,这种加固方法有不破坏原结构、施工简便的优点,加固完成后,结构在使用过程中无需再投入维护费用,使用寿命长。

二、应用碳纤维布增强钢筋混凝土柱延性的方法采用倒T形,柱子的水平力加荷点位于柱子反弯点处,首先施加轴力至给定值;随后,保持轴力值不变,循环加卸水平力。

水平力加载方案为:试件屈服前用水平荷载来控制,分级加载至试件屈服,并记录试件屈服位移△;试件屈服后,以屈服位移△,为增量反复循环,不断增大试件位移,直至试件水平荷载下降至峰值荷载的85%为止。

钢筋混凝土柱经横向包裹碳纤维布加固后,其变形性能得到了显著改善,位移延性比明显提高。

通过对试验结果的分析,可以发现影响延性系数大小的因素主要有:碳纤维布用量、轴压比、剪跨比、混凝土强度等。

基本规律为:加固柱延性的提高程度是随着碳纤维布用量的增长而增大的;构件轴压比较小时加固效果较好;剪跨比较小时,使用碳纤维布可以提高短柱的抗剪承载力,转变破坏形态,改善短柱的变形性能;构件的混凝土强度较低时加固效果较好。

以上研究表明,采用碳纤维布加固钢筋混凝土方柱时,对柱子转角部位进行倒圆角处理可以提高加固柱的延性,规律为:随着角部圆弧半径的增大,加固柱的延性提高幅度也随之增大。

碳纤维前景及应用论文

碳纤维前景及应用论文

碳纤维前景及应用论文碳纤维是一种高性能纤维材料,具有轻质、高强度、高模量、耐腐蚀和耐疲劳等优良特性,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑工程等领域。

随着全球工业化进程的不断推进,碳纤维的需求量也在逐步增加,其未来发展前景十分广阔。

碳纤维的应用领域十分广泛。

在航空航天领域,碳纤维被用于制造飞机的机身、机翼、舵面等部件,能够大幅减轻飞机的整体重量,提高机动性和燃油效率。

在汽车领域,碳纤维被广泛应用于高性能跑车、电动车等车辆的车身、悬挂系统、内饰等组件,能够提高车辆的性能和安全性。

在体育器材领域,碳纤维被用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车等器材,提高了产品的性能和使用寿命。

同时,在建筑工程领域,碳纤维也被广泛应用于桥梁、建筑结构、地基处理等方面,能够提高建筑物的抗震性和耐久性。

碳纤维的未来发展前景也备受瞩目。

首先,随着科技的不断进步,碳纤维的生产工艺和技术不断提升,能够生产出更加优质的碳纤维材料,提高了其性能和稳定性。

其次,随着人们对于节能减排和资源循环利用的重视,碳纤维作为一种轻质高强度材料,能够有效减轻产品的整体重量,降低能源消耗和环境污染。

同时,碳纤维材料还可以实现回收利用,提高了资源的可持续利用性。

此外,碳纤维的市场需求量也在不断增加,随着新兴产业的不断涌现,碳纤维的应用领域也将不断扩大。

然而,碳纤维在应用过程中还面临一些挑战和问题。

首先,碳纤维的生产成本较高,限制了其在一些领域的大规模应用。

其次,碳纤维的回收利用技术还不够成熟,难以实现资源的循环利用。

同时,碳纤维的制造过程对环境造成了一定的污染,需要更加环保的生产工艺。

另外,碳纤维的安全性以及其与其他材料的复合性也需要更多的研究和改进。

综上所述,碳纤维作为一种高性能的纤维材料,具有广泛的应用前景和发展空间。

随着工业化进程的不断推进和科技的不断发展,碳纤维的生产工艺和技术将不断完善,其应用领域将不断扩大。

同时,我们也需要进一步加大对碳纤维材料的研究力度,解决其在生产、应用过程中存在的问题,推动碳纤维材料行业的可持续发展。

碳纤维加固材料

碳纤维加固材料

碳纤维加固材料碳纤维加固材料是一种新型的复合材料,由碳纤维和树脂基体组成。

它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点,被广泛应用于建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域。

本文将就碳纤维加固材料的特点、应用、施工工艺等方面进行介绍。

碳纤维加固材料的特点。

首先,碳纤维加固材料具有极高的强度和刚度,比钢铁还要轻。

其拉伸强度是钢的几倍,可以有效提高结构的承载能力,延长使用寿命。

其次,碳纤维加固材料具有优异的耐腐蚀性能,不易受到化学腐蚀和电化学腐蚀的影响,适用于恶劣环境下的工程结构加固。

再次,碳纤维加固材料具有良好的疲劳性能和耐久性,能够有效延长结构的使用寿命,减少维护成本。

最后,碳纤维加固材料具有优良的抗震性能,能够有效提高结构的抗震能力,提高结构的安全性。

碳纤维加固材料的应用。

碳纤维加固材料在建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域有着广泛的应用。

在建筑结构中,碳纤维加固材料可以用于加固梁、柱、板、墙等部位,提高结构的承载能力和抗震性能。

在桥梁和道路工程中,碳纤维加固材料可以用于加固桥梁、修补路面,延长桥梁和道路的使用寿命。

在船舶和飞机制造中,碳纤维加固材料可以用于制造船体、机翼等部件,减轻重量,提高速度和燃油效率。

碳纤维加固材料的施工工艺。

碳纤维加固材料的施工工艺主要包括表面处理、粘结层施工、碳纤维布铺贴、浸渍、固化等步骤。

在进行施工前,需要对结构表面进行清理、修补、打磨等处理,以保证粘结层的附着力。

然后在表面涂覆粘结层,将碳纤维布铺贴在需要加固的部位,并进行浸渍,使树脂充分渗透到碳纤维布中。

最后进行固化,使碳纤维加固材料与结构形成一体化。

总结。

碳纤维加固材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点,被广泛应用于建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域。

其施工工艺简单,可以有效提高结构的承载能力和抗震性能,延长使用寿命,减少维护成本。

因此,碳纤维加固材料在工程领域有着广阔的发展前景,将会成为未来工程结构加固的重要材料之一。

有关碳纤维在桥梁加固中应用论文

有关碳纤维在桥梁加固中应用论文

有关碳纤维在桥梁加固中的应用探讨摘要:文章首先分析了碳纤维的加固机理和应用优点,接着探讨了其在桥梁加固中的施工工艺。

关键词:碳纤维布桥梁加固粘贴胶0 引言我国在过去几十年修建了大量桥梁,许多设计载荷较低,而且大部分仍在服役,随着行车密度和车辆载荷的增加,许多混凝土桥梁出现了不同程度的开裂现象,影响了桥梁的结构安全,降低了桥梁的使用寿命,甚至威胁到了人民的生命财产安全。

由于桥梁建造费用高昂,要想将这些桥梁全部拆除重建,显然是不现实的,因此,有必要采取一定的措施对它们进行加固处理。

碳纤维加固就是一种理想的桥梁加固技术,在桥梁加固中应用比较成熟。

下面笔者将简要探讨碳纤维在桥梁加固中的应用。

1 碳纤维加固机理和技术特点1.1 碳纤维加固的机理碳纤维布沿纤维方向具有很高的强度,它是一种正交异性材料,在单向加固情况下,通常沿加固混凝土梁体的纵向布置碳纤维布的主拉应力方向,这就与受力钢筋方向一致,碳纤维布粘贴在梁底受拉区,其作用与受拉钢筋作用相当。

碳纤维布和混凝土加固构件通过粘结层传递剪应力和粘结正应力,以达到共同工作的目的。

1.2 碳纤维加固法的优点①不增加恒载及断面尺寸。

碳纤维布的质量轻,设计厚度较薄,对整个结构重量及桥下净空的影响可忽略不计。

并且可根据要求将碳纤维布在一个部位重叠粘贴,达到补强的要求。

②可适应不同构件形状,成型方便。

碳纤维布的随型性极强,可任意对桥梁的斜、弯、坡及异型结构进行补强,从而降低施工难度,缩短施工工期,减少施工成本,这是其它加固方法无法比拟的。

③施工简便。

碳纤维布加固方法工艺简便,无需大型设备、模板及支撑,施工时所需工作面小,不受空间限制,操作起来简单易行,当主梁内部的作业空间受到限制时,这种加固方法是最佳的选择。

④采用碳纤维加固补强,无需钻孔及开凿,不会对原结构造成二次损害。

⑤能有效地封闭混凝土的裂缝。

⑥碳纤维布具有优良的耐化学腐蚀性,在不利环境下的寿命也较长。

⑦不影响结构的外观。

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文导言碳纤维复合材料(CFRP)是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能材料。

随着科技的进步,CFRP在航空航天、汽车工业、体育用品等领域中得到了广泛的应用。

本论文将就CFRP的制备方法、性能特点以及应用前景进行详细探讨。

1. CFRP的制备方法CFRP的制备方法通常包括纺丝、预浸料、固化和成型四个步骤。

1.1 碳纤维纺丝碳纤维是由多个碳纤维丝束组成的。

纺丝过程中,先将碳纤维丝束在高温下拉伸,然后进行表面处理,以增加纤维与树脂的粘合性能。

1.2 预浸料制备预浸料是将纺丝得到的碳纤维与树脂基体进行浸渍得到的材料。

树脂基体一般采用环氧树脂。

预浸料制备过程中需要控制纤维的含量、纤维间的排列方式以及树脂的渗透性。

1.3 固化固化是指通过加热或加压将树脂基体中的单体或低分子量聚合物转变为高分子量聚合物的过程。

固化可以提高CFRP的强度和刚度。

1.4 成型成型是将固化后的预浸料经过特定形状的模具加热或加压成型,得到最终的CFRP产品。

2. CFRP的性能特点CFRP具有许多优良的性能特点,使其成为许多领域的首选材料。

2.1 高强度和高刚度相比于传统的金属材料,CFRP具有更高的强度和刚度。

其拉伸强度可以达到2000 MPa,弹性模量可以达到150 GPa以上。

2.2 轻质CFRP的密度大约为1.6 g/cm³,相比于钢材(7.8 g/cm³)和铝材(2.7g/cm³),CFRP具有更轻的重量优势。

2.3 抗腐蚀性由于CFRP的主要组成部分是碳纤维和树脂基体,它具有优良的抗腐蚀性能,不易受潮湿环境、化学物质和气候变化的影响。

2.4 热稳定性CFRP具有较高的热稳定性,可以在高温环境下长期使用而不发生形变或脆化。

2.5 高耐疲劳性由于CFRP的高强度和高刚度,它具有出色的耐疲劳性能,适用于长期受到重复加载的应用场景。

3. CFRP的应用前景随着CFRP技术的不断发展,其在各个领域的应用前景十分广阔。

碳纤维复合材料在建筑施工中应用论文

碳纤维复合材料在建筑施工中应用论文

试论碳纤维复合材料在建筑施工中的应用【摘要】随着我国经济建设的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。

传统的加固方法整体水平比较落后、施工方法和施工工艺比较复杂,对结构的自重和使用面积有一定的影响,而粘贴碳纤维复合材料加固法具有高强高效、耐腐蚀、施工便捷、不增加结构尺寸等优点,在工程中得到了广泛的应用。

【关键词】碳纤维复合材料;加固;承载力;抗震;疲劳1.碳纤维复合材料的性能碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。

(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。

(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。

(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。

可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

2.碳纤维复合材料加固混凝土结构的研究碳纤维加固的工艺原理为将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

在实际工程中,用来加固的碳纤维材料主要是碳纤维布。

碳纤维布加固技术在混凝土结构中的应用已较成熟,主要集中在以下几个方面。

2.1提高受剪承载力碳纤维布对构件抗剪的贡献类似于箍筋的作用,与混凝土共同承受剪力。

另外,碳纤维布具有对核心混凝土的约束作用,并能承担拉应力,防止主筋过早屈服,抑制剪切裂缝的出现和发展。

因此,碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土构件的受剪承载力,增强构件的变形能力。

碳纤维的电热性能及其应用

碳纤维的电热性能及其应用
参考文献
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关 。实验 表 明 , La 愈 大 , 热 导 率λ 也 愈 大 。对 于
PAN 基 碳 纤 维 T300 , 热 导 率 约 为 61 5W/ m ·k ,
T800 为 26W/ m ·k ,M40 为 85W/ m ·k ;对于中间
பைடு நூலகம்
相沥青基碳纤维 P2120 ,热导率约是铜 (398W/ m ·
磁波 ,波长为 01 8 ~ 40μm 范围内的红外区 ; 其中 ,
90 %的热辐射波长在 21 5~13μm 范围内 ,电热转换
效率在 90 %以上 ,节能效果十分显著 。
3 碳纤维电热性能的应用
3. 1 电热器材 碳纤维纸 、碳纤维布 、碳纤维带和碳纤维线已广
泛用于工业和民用领域 。作为电热元件 ,特别是在 俄罗斯 、乌克兰等国应用很普遍 ,如工业装置的加热 器 、冬季施工现场的大面积加热保温 、冬季汽车行驶 的加热器 (包括司机座垫 、靠背及水箱保温) 、多种家
k) 的 11 6 倍 ,是铝 (237W/ m ·k) 的 21 7 倍 。
2. 2 碳纤维的热辐射
碳纤维通电后电热效率的能量平衡如下 :
W =πDL H ( TS -

碳纤维论文

碳纤维论文

论述碳纤维的制造技术及在航天发射领域的应用王晓刚200905731.摘要:碳纤维是一种力学性能优异的新材,在过去的二三十年里得到广泛的研究。

其含碳量在90%以上,与其它高性能纤维相比具有最高比强度和最高比模量。

特别是在2000℃以上高温惰性环境中,是唯一强度不下降的物质。

此外,其还兼具其他多种得天独厚的优良性能:低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、低热膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性、纺织加工性均优良等。

因此,碳纤维复合材料也同样具有其它复合材料无法比拟的优良性能,被应用于军事及民用工业的各个领域,在航空航天领域的光辉业绩,尤为世人所瞩目。

关键词:碳纤维,制造,航天领域,应用2.碳纤维的制造2.1发展历程碳纤维主要是由沥青、人造丝和聚丙烯腈为主要原料而制造的,目前结构材料中主要使用PAN碳纤维。

1950年,美国Wright-Patterson空军基地开始研制粘胶基碳纤维。

1959年,最早上市的粘胶基碳纤维Thornel-25就是美国联合碳化物公司(UCC)的产品。

与此同时,日本研究人员也在1959年发明了用聚丙烯腈(PAN)基原丝制造碳纤维的新方法。

在此基础上,英国皇家航空研究院开发出了制造高性能PAN基碳纤维的技术流程,使其发展驶入了快车道,PAN基碳纤维成为当前碳纤维工业的主流,产量占世界总产量的90%左右。

20世纪70年代中期,UCC在美国空军和海军的资金支持下,研发高性能中间相沥青基碳纤维;1975年研发成功Thornel P-55(P-55),在1980~1982年之间,又研发成功P-75、P-100和P-120,年产量为230t。

P-120的模最高达965GPa,是理论值的94%,热导率是铜的1.6倍,线膨胀系数仅为-1.33×10-6/K,且在375℃空气中加热1000h仅失重0.3%~1.0%,显示出优异的抗氧化性能。

它们已广泛用于火箭喷管、导弹鼻锥、卫星构件、舰艇材料等方面。

碳纤维力学性能论文

碳纤维力学性能论文

本科毕业论文论文题目:PAN基碳纤维碳酸氢铵电解氧化表面处理研究姓名:翟姣姣学号:20140073110院(系、部):化学工程与生物技术学院专业:化学班级:2014级化接本指导教师:臧红霞副教授完成时间:2016年 4 月摘要PAN基碳纤维是指化学组成中碳元素质量分数在90%^上的纤维材料,是利用各种有机纤维在惰性气体中,经过低温氧化、低温碳化及高温碳化而制的。

为了得到高性能碳纤维需进行表面处理,表面处理是高性能碳纤维制备的重要环节之一。

本文主要以5%勺碳酸氢铵溶液为电解液,采用阳极氧化对PAN基碳纤维表面进行氧化处理,通过对碳纤维改性前后层间剪切强度、拉伸强度等力学性能进行对比分析,分别探讨了在恒流模式下调节电解电压和恒压模式下调节电解温度对PAN基碳纤维力学性能的影响。

结果表明:在阳极氧化过程中随着电压强度的提高,碳纤维的拉伸强度、层间剪切强度呈现先上升后下降的趋势。

随着温度的不断提高,碳纤维的拉伸强度呈现先下降后上升再下降的趋势、层间剪切强度呈逐步增大的趋势。

关键词:PAN基碳纤维;表面处理;电化学氧化;力学分析AbstractPAN based carb on fiber is a fiber material in more tha n 90% of the mass fractio n of carb on in the chemical composition,it is the use of various kind of organic fibers in an inert gas, after oxidati on at low temperature, low temperature and high temperature carb oni zati on and syste m.ln order to get high-performa nee carb on fiber n eed to surface treatme nt, surface treatme nt is one of the importa nt links of the preparati on of high carb on fiber. In this paper, with 5% of the ammon ium bicarb on ate soluti on asthe electrolyte,oxidati on on the surface of PAN based carb on fibers and oxidatio n treatme nt, through carries on the con trast an alysis of carb on fiber before and after modification interlaminar shear strength, tensile strength and other mechanical properties were analyzed, in the constant, discussed under the mode of constant current and constant voltage electrolysis voltage mode electrolytic temperature on mechanical properties of PAN based carb on fiber effect.The results showed thatwith the in crease of the voltage in the process of ano dic oxidatio n, carb on fiber ten sile stre ngth,shear stre ngth betwee n the layers of first after risi ng dow nward tren d.With the con sta nt improveme nt of the temperature,the ten sile stre ngth of carb on fiber,showed a trend of rise and fall after the first drop,i nterlayer shear stre ngth have bee n gradually in creas ing tren d.With the in crease of temperature,the ten sile stre ngth of carb on fibers showed a trend solid content properly.Keywords: pan-based carb on fibe; surface treatme n;electrochemical oxidati on;Mecha nics an alysis目录前言 (1)1实验部分 (1)1.1原材料及试剂 (1)1.2仪器 (1)1.3 PAN基碳纤维的生产 (1)1.4复合材料的制备 (2)2性能测试 (3)2.1线密度 (3)2.2体密度 (3)2.3碳纤维拉伸强度测试 (3)2.4层间剪切强度(ILSS)测试 (3)3. 结果与讨论 (4)3.1电解电压对碳纤维拉伸强度的影响 (4)3.2电解电压对碳纤维层间剪切强度(ILSS)的影响 (5)3.3温度对碳纤维拉伸强度的影响 (5)3.4温度对碳纤维层间剪切强度(ILSS)的影响 (6)4. 结论 (7)参考文献 (8)谢辞 (9)、八前PAN基碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能,广泛用于军工和民用领域[1-2]。

碳纤维_论文

碳纤维_论文

碳纤维在航空航天中的应用摘要:碳纤维就是纤维状的碳,由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。

本文将针对碳纤维的结构、性能、制备方法及其在航空航天中的应用介绍。

引言20世纪纳米科技取得了重大发展,而纳米材料是纳米技术的基础,碳纤维是一种比强度比钢大,比重比铝轻的材料,它在力学,电学,热学等方面有许多特殊性能,碳纤维的强度比玻璃钢的强度高;同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能,被认为是综合性能最好的先进材料,因此它在各个领域中的应用推广非常迅速。

在近代工业中,特别是在航空航天中起着十分重要的作用。

1.碳纤维的概念碳纤维就是纤维状的碳,由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量是其3 倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅杨氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。

有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中,时间已过去30多年,它至今仍保持纤维形态。

2.碳纤维的结构碳纤维的结构决定于原丝结构和炭化工艺。

对有机纤维进行预氧化、炭化等工艺处理,除去有机纤维中碳以外的元素,形成聚合多环芳香族平面结构。

在碳纤维形成过程中,随着原丝的不同,质量损失可达10~80%,形成了各种微小的缺陷。

但无论用哪种材料,高模量的碳纤维中的碳分子平面总是沿纤维轴平行的取向。

用x一射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构。

碳纤维呈现乱层石墨结构。

在乱层石墨结构中,石墨层片仍是最基本结构单元,一般由数张到数十张层片组成石墨微晶,这是碳纤维的二级结构单元。

层片之间的距离叫面间距d,由石墨微晶再组成原纤维,其直径为50nm左右,长度为数百nm,这是纤维的三级结构单元。

碳纤维编织复合材料技术在羽毛球拍制造中的应用

碳纤维编织复合材料技术在羽毛球拍制造中的应用

材料科技与应用II畫驚器g创药钦翳〃©测收稿日期:2020-09-23作者简介:杨磊(1981-)男,陕西人,硕士,讲师,研究方向:体育科学。

碳纤维编织复合材料技术在羽毛球拍制造中的应用杨磊(西安医学院,西安710021)摘要:传统材料在应用羽毛球拍制造中,耐磨性差,使用寿命短。

为了解决这一问题,阐述了破纤维复合材料在羽毛球拍制造中的应用,分析了碳纤维编织复合材料的性能优势,通过与传统材料进行对比,阐述了碳纤维编织复合材料的性能特点。

探讨了碳纤维编织复合材料在羽毛球拍制造中的应用,紧接通过实验分析,与使用传统材料制作的羽毛球拍进行性能上的对比分析,结果表明,碳纤维编织复合材料所拥有的独特性能能够完美的适应羽毛球拍的制作需要,并且极大的提升了羽毛球拍的质量。

关键词:碳纤维编织复合材料;羽毛球拍;复合材料技术;材料应用中图分类号:TQ327.3文献标识码:A文章编号:1001-5922(2021)02-0063-04Application of Carbon Fiber Braided Composite MaterialTechnology in the Manufacture of Badminton RacketsYang Lei(Xi'an Medical Universit:y,Xi'aii710021,China)Abstract:Traditional materials have poor wear resistance and short service life in the manufacture of badminton rackets.In order to solve this problem,the application of carbon fiber composite materials in the manufacture of bad­minton rackets is described.The performance advantages of carbon fiber braided composite materials are analyzed.By comparing with traditional materials,the performance characteristics of carbon fiber braided composite materi­als are described.The application of carbon fiber braided composite materials in the manufacture of badminton rackets was discussed,followed by experimental analysis,and a comparative analysis of performance with badmin­ton rackets made with traditional materials.The results show that the unique properties of carbon fiber braided com­posite materials can be perfect meets the production needs of badminton rackets,and greatly improves the quality of badminton rackets.Key words:carbon fiber braided composite material;badmintoii racket;composite material technology;material ap­plication0引言近年来,对于碳纤维材料的使用越来越频繁,碳纤维因为其外柔内刚的特点,被应用于多个领域,碳纤维的质量很轻,但强度远远高于那些被经常使用的材料,例如钢铁等叫碳纤维通常以不同形式应用在各个领域中,主要应用在布料、预浸料以及切短纤维产品中。

碳纤维材料及应用论文

碳纤维材料及应用论文

碳纤维材料及应用摘要:简要介绍了碳纤维的发展,从航空航天与军事领域、体育领域、一般工业制造业领域以及土木工程建筑及新能源开发领域,总结了碳纤维材料的应用状况,并在此基础上对于我国的碳纤维应用前景进行了展望。

关键词:碳纤维及复合材料;特性;应用中图分类号:tq342+.74 文献标识码:a 文章编号:碳纤维是一种新型非金属材料。

碳纤维既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料碳纤维主要是由碳元素组成的一种特殊纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。

碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。

碳纤维比重小,因此有很高的比强度。

近年来,在航天、航空、汽车、环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域得到广泛的应用。

1碳纤维及复合材料的产品形式碳纤维材料的产品有四种形式:丝束、布料、预浸料坯和短纤维。

布料是有碳纤维制成的织物。

预浸料坯是将碳纤维按照一个方向一致排列,并将碳纤维或布料用树脂浸泡使其转化成片状。

碳纤维的主要用途是与塑料、金属、陶瓷等基体复合,制成碳纤维复合材料。

根据用途不同,按照不同的配比,将不同的碳纤维产品和树脂一起应用将形成碳纤维强化塑料,其加工方法有缠绕成型法、树脂转注成型法(rtm)、薄片缠绕法。

碳纤维与最合适的树脂及预制工艺的结合使得碳纤维的应用更加具有吸引力。

2碳纤维的特性碳纤维与钻石一样,是主要由碳元素组成,具有以下特性:轻质高强,其比重为铁的四分之一,强度为铁的10倍,尤其是高弹模量碳纤维,其抗拉强度比钢材大68倍,弹性模量比钢材大1.8~2.6倍,如日本东丽已开发出高强型t1000系列碳纤维,其抗拉模量为295gpa,拉伸强度达7.05 gpa,而高强高模量m5j型碳纤维,抗拉模量达640 gpa,化学性能非常稳定,耐高温和低温以及耐腐蚀性高,在600℃高温下其性能保持不变,在-180℃低温下仍很柔软,不与恶劣环境下酸、碱、盐发生腐蚀性反应;可加工性能好。

碳纤维复合材料产品

碳纤维复合材料产品

碳纤维复合材料产品碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂等材料组成的复合材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品、建筑等领域。

本文将重点介绍碳纤维复合材料产品的特点、应用和发展趋势。

碳纤维复合材料产品的特点。

碳纤维复合材料产品具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐疲劳等特点。

由于碳纤维本身具有很高的拉伸强度和模量,再加上树脂的增强作用,使得碳纤维复合材料具有极高的强度和刚性,可以替代传统材料如金属、塑料等。

此外,碳纤维复合材料还具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣环境下长期使用,同时具有良好的耐疲劳性能,能够承受长期的重复载荷而不易疲劳破坏。

碳纤维复合材料产品的应用。

由于碳纤维复合材料具有优异的性能,被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品、建筑等领域。

在航空航天领域,碳纤维复合材料被用于制造飞机机身、机翼、舵面等部件,能够减轻飞机重量,提高飞机的燃油效率和飞行性能。

在汽车领域,碳纤维复合材料被用于制造汽车车身、底盘等部件,能够减轻汽车重量,提高汽车的燃油效率和安全性能。

在体育用品领域,碳纤维复合材料被用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车等,能够提高运动器材的性能和使用寿命。

在建筑领域,碳纤维复合材料被用于制造建筑结构、桥梁等,能够提高建筑物的抗震性能和耐久性能。

碳纤维复合材料产品的发展趋势。

随着科学技术的不断进步,碳纤维复合材料产品的性能不断提升,应用领域不断拓展。

未来,碳纤维复合材料有望在航空航天、汽车、体育用品、建筑等领域取得更广泛的应用。

同时,随着碳纤维复合材料的生产工艺的不断改进和成本的不断降低,碳纤维复合材料产品的价格将更加合理,有望替代传统材料,成为未来材料的主流。

总之,碳纤维复合材料产品具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品、建筑等领域。

随着科学技术的不断进步,碳纤维复合材料产品的性能将不断提升,应用领域将不断拓展,有望成为未来材料的主流。

碳纤维 论文

碳纤维 论文

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。

由于其重量轻,强度高,被用于各种尖端工业产品中,例如高端运动鞋的中底、羽毛球、网球球拍、自行车、高级跑车、F1赛车等,最近也被用做奢侈品材料用于生产奢侈品。

作为一种优秀的纤维,我认为它在土木工程中也有良好的应用,特别是复合材料方面。

混凝土是当代应用最广泛的建筑材料,它具有易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材复合可制成各种承重结构的优点但混凝土的自重大、脆性大、抗拉强度低等弱点限制了它的应用纤维增强混凝土是混凝土改性的一个重要手段,它可使混凝土的抗拉强度、变形能力、耐动荷能力大大提高.目前,较为常用的纤维为钢纤维钢纤维混凝土的抗拉强度、抗弯强度、初裂强度、抗弯韧性和疲劳性能较普通混凝土有明显的提高,被认为是应用最广泛的结构材料。

但随着结构服役时间的增长,越来越多的问题暴露出来,其中具有代表性的是20世纪80年代出现的“混凝土危机”所反映的混凝土耐久性问题。

钢结构的应用也具有一定的比例,它克服了混凝土结构自身笨重的弱点,但在使用中出现了高温下易屈服和地震中脆断的问题,其中有代表性的是美国“911”事件,世贸大楼在飞机撞击下完全坍塌,成为美国最严重的恐怖袭击事件。

20世纪材料科学取得了重大发展,纤维复合材料被应用于土木工程,其中应用最广的是玻璃钢,即玻璃纤维于树脂的复合材料。

这类材料的应用使得土木工程的结构形式灵活、功能多样,但玻璃钢的抗形变能力较低,这样就限制了玻璃钢的发展空间。

碳纤维比玻璃钢的强度高,分别为钢材的10倍和5倍以上;同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能,被认为是综合性能最好的先进材料,因此它在各个领域中的应用推广非常迅速。

碳纤维的应用形式灵活多样,既可利用其长纤维作为结构材料,又可利用其短纤维作为功能材料;基体既可是树脂又可以是水泥;其与基体组成的复合材料既可置于构件的外表又可置于构件的内部;既可单独使用又可以与其它纤维混合使用;其复合材料是各向异性材料,因而可以变化各个方向的性能,尤其是可以设计成膨胀系数为零的材料。

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碳纤维的性能与应用系别:食品化工系专业纺织品检验与贸易班级:级纺检学生姓名:指导教师:完成日期:碳纤维的性能与应用第1页共19 页河南质量工程职业学院毕业设计(论文)任务书碳纤维的性能与应用第2页共19 页目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)1 碳纤维的定义及其分类 (6)1.1 什么是碳纤维 (6)1.2 分类 (6)2 碳纤维的制造 (6)3 碳纤维的性能 (7)3.1 碳纤维的优良特性 (7)3.1.1 在纤维轴向方向显示高抗拉强度和高弹性模量 (7)3.1.2 密度小 (7)3.1.3 纤维细 (7)3.1.4 不生锈、耐腐蚀 (7)3.1.5 即耐低温,又耐高温 (7)3.1.6 耐温度骤变,热膨胀系数小 (8)3.1.7 常温下导热性能良好,高温下导热性能低 (8)3.1.8 突出的导电性能 (8)3.1.9 优良的吸附性能 (8)3.1.10 具有耐辐射,能反射中子等特性 (9)3.2 碳纤维的缺点 (9)3.2.1 比较脆,怕受压和剪切 (9)3.2.2 抗氧化性差 (9)3.2.3 破坏前无预报 (9)4 碳纤维的应用 (10)4.1 碳丝 (10)4.2 碳纤维毡和碳素短纤维 (10)4.3 碳纤维织物 (10)4.4 活性炭碳纤维 (10)5 碳纤维的发展前景 (10)6结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)碳纤维的性能与应用摘要碳纤维是一种新型材料,本文主要阐述了碳纤维的分类、生产制造等,碳纤维的高强度、高模量、耐高温等主要特性,及在各行业中的应用,并对其近年来的市场前景的展望,使人们对其有一定的了解。

(可以说的详细些,让别人看了摘要就知道你本篇论文写了那些东西)关键词:新型碳纤维应用第3页共19 页碳纤维的性能与应用AbstractCarbon fiber is a new type of material, this paper describes the high-strength carbon fiber, high modulus, high temperature and other major features, and in the industry, and in recent years, the market outlook is for people to have their A certain degree of understanding.Key words: New Carbon Fiber Apply第4页共19 页碳纤维的性能与应用绪论1897年爱迪生通过纤维素的炭化,在不破坏纤维素结构的情况下,第一次制造出碳丝,并把其用作电灯泡的炽热灯丝。

由于碳纤维有一定的缺点,限于当时技术条件的限制,未能制造出体现碳纤维更多优良特性的产品,至使碳纤维冷落一时。

碳纤维的研制并实现工业化生产,始于,20世纪50年代,1996年全世界碳纤维总产量一达到1700t。

其中聚丙烯氰基纤维占85%,其余是沥青基纤维,由于聚丙烯氰基纤维作原料,其生产工艺比较简单,产品力学性能优良,因此得到了大力发展;沥青基纤维由于原料丰富,价格便宜,在民用工业方面获得很好的推广使用。

第5页共19 页碳纤维的性能与应用1 碳纤维的定义及其分类1.1 什么是碳纤维碳纤维(carbon fibre)是指纤维的化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维。

是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型的纤维状的碳材料,它是用一些含碳的有机纤维,如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等做原料,将这些有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在惰性气氛中,在一定的压强下加强热碳化而成。

它具有高强轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等诸多优点。

碳纤维是一种具有导电性、强度大、密度小,耐腐蚀、耐高温的新型材料1.2 分类按制作原料分:1、纤维素基(人造丝基)2、聚丙烯氰基3、沥青基(各向同性、各向导性中间相)按制造方法和条件分:1、碳纤维(炭化温度在800~1600℃时得到的碳纤维)2、石墨纤维(炭化温度在2000~3000℃时得到的碳纤维)3、活性炭纤维4、气象生长纤维按性能分:1、一般型(GP,在通电部件、耐热隔热体、滑动部分、耐腐蚀材料等领域使用一般型。

)2、高性能型(HP,其中高性能型分为高强型及高模型,通常大多数应用领域使用高性能型)在通电部件、耐热隔热体、滑动部分、耐腐蚀材料等领域使用一般型。

按状态分:1、长丝、2、短纤维3、短切纤维把格式调整齐。

2 碳纤维的制造碳纤维是不能用碳作原料制造的,工业上制造碳纤维是以有机纤维作原料,在没有氧气的情况下经过高温处理转化而形成的。

通常用以下几种方法制得。

2.1用纤维素制造碳纤维,一般是以人造丝做原料。

2.2用聚丙烯氰纤维制造碳纤维,以纯粹的丙烯氰聚合而成,再经过特殊工艺得到连续纤维作原料。

第6页共19 页碳纤维的性能与应用3 碳纤维的性能3.1 碳纤维的优良特性3.1.1 在纤维轴向方向显示高抗拉强度和高弹性模量强度和弹性模量是衡量材料坚固程度的两个重要的力学指标。

高强度的碳纤维的抗拉强度可达到3000—4000Mpa要比钢大4倍多。

3.1.2 密度小碳纤维密度只比一般塑料大一点。

碳纤维的密度是铝合金的1/2,还不到钢铁的1/4,由于碳纤维的比强度和比弹性模量特别高,所以对那些要求全面减轻自重的物体,如宇航用品、交通用品、体育比赛用品就有更大的意义。

(比强度比钢铁大16倍,比铝合金大12倍。

)3.1.3 纤维细碳纤维的外表很平凡,粗看起来像人的头发,但比人的头发要细的多,将几十根碳纤维合在一起才与人的头发一样粗细,碳纤维的线密度可达0.05tex。

3.1.4 不生锈、耐腐蚀碳纤维不生锈,耐腐蚀,其耐腐蚀性能远优于不锈钢。

除了质量分数大于75%的硝酸和硫酸外,盐酸、硝酸、硫酸和一些有机溶剂腐蚀不了碳纤维。

把碳纤维放在一些酸液中,200d后测量其弹性模量、强度和直径的变化,发现在质量分数为50%的盐酸、硫酸和磷酸中,没有明显变化。

在质量分数为50%的硝酸中只是稍有膨胀。

再“王水”中碳纤维性能不变。

3.1.5 即耐低温,又耐高温在-180℃的低温下,许多材料都变的佷脆,连平时很坚固的钢铁也会变得比普通玻璃还易破碎。

而石墨纤维布在这么低的温度下却依旧很柔软。

在3000—4000℃的高温下,绝大多数的耐火材料都会立即融化,但是在没有氧气的情况下,碳纤维在这样的高温下也是巍然不动。

一般材料的强度随着温度的升高都要大幅度降低,但碳材料却是唯一的一种在高温下随着温度升高而强度增大的材料。

理论上,随着温度的升高,在2500℃时,碳纤维的强度不仅不降低反而比室温的强度还要提高一倍。

然而在现有的实际操作下,碳纤维随着温度升高而强度并不增加。

但在第7页共19 页碳纤维的性能与应用2000℃以上的高温下,碳纤维的强度和弹性模量却仍能基本保持。

因此,碳纤维的耐高温性能还是远远超过了一般材料,碳纤维的升华温度高达3650℃.3.1.6 耐温度骤变,热膨胀系数小一般材料都有热胀冷缩现象,物理学上用线膨胀系数表示材料在每升高1℃后长度变化的大小,线膨胀系数越大,热胀冷缩现象愈明显。

碳纤维的耐骤冷骤热性能很好,其制品即使从3000℃的高温一下子猛降到室温也不会炸裂。

因为它的线膨胀系数很低。

碳纤维受到温度变化时,它的长度方向上不是热胀冷缩,而是热缩冷张,他的膨胀系数是个负数。

因此碳纤维及其和某些塑料、金属做成的复合材料,可以用来制造精密仪器、精密量具和精密机车零件,即使在温度变化较大的环境中使用,它们也还能保持高度的精确性。

3.1.7 常温下导热性能良好,高温下导热性能低导热性是材料传导热量能力大小的一个物理性能指标。

碳纤维在常温下,导热性能较好,但它随着温度的变化而变化。

随着温度的升高,碳纤维的导热性逐渐变低,在2000℃以上的高温下,它的导热性要比在常温时低五、六倍。

同时碳纤维的高温导热性能比其他材料也要低得多。

因此,碳纤维是一种很好的高温隔热材料,可以用于火箭、真空电炉外壳。

3.1.8 突出的导电性能电池中的碳棒,各种各样的石墨电极都是很好的导电体,碳纤维的材质同它们一样,只是比它们细的多罢了。

碳纤维由于是纤细的纤维结构,所以它的材质又与织物的性质有联系,碳纤维制成的碳线、碳布具有柔软性,可以做成柔软的“电阻丝”,用在一些特殊的环境中,它们的电阻值可以通过制造过程中控制碳化温度来调节。

所以电阻值能调节的很高,使需要的电流相当微小,有利于接线的设计。

同时,这种柔软的电阻丝在运行中不会变脆,不会产生局部过热,是一种电阻加热最有前途的新材料。

3.1.9 优良的吸附性能用多孔的原料纤维制得的碳纤维,或普通碳纤维在蒸汽气流中加热到800℃处理后得到碳纤维,都具有比其他材料优异的吸附性能。

这种材料具有巨大的表面积,而且表面上的碳原子处于“活化”状态,很容易与其他化学物质结合。

这种多孔活性炭碳纤维与目前工业上广泛应用的吸附材料——颗粒活性炭相比较,无论从通气、透水性吸附能力和吸附速度等性能方面,都远远超过了颗粒活性炭。

他的通气阻力仅为后者的1/5~1/2,吸附有机溶剂、硫的氧化物和氮的氧化物等有害气体的能力为后者的1.5~2倍多。

多孔碳纤维在粉末状和颗粒状活性炭未能发挥作用的地方,如在造纸厂和石油化工厂净化等方面,可以得到广泛的应用,特别是对硫醇的吸附量可以提高到40~50倍。

这样,一张5mm厚的多孔碳纤维纸就能起到20-100mm厚的颗粒状活性炭的作用。

而且,活性炭纤维对质量分数低于10×10-6的痕量污染物也具有很大的吸附能力。

其表现为:一是吸附速度快。

把活性炭和活性炭碳纤维做成同样后的吸附层,若以出口质量分数达10第8页共19 页碳纤维的性能与应用×10-6作为穿透的话,那么粒状活性炭的吸附层几分钟就穿透了,而活性炭碳纤维的吸附层可达100min。

二是脱吸附速度快。

对某些气态物质,6d内活性炭碳纤维可以在20min 内完全去除,而活性炭在40min内才能脱去50%。

这种多孔活性炭碳纤维可以制成丝线、织品和毡,所以使用起来特别方便。

此外,由于这种材料的耐热性和耐化学腐蚀性能良好,因此在吸附量饱和后,只要溶剂和药剂把它洗净后即可反复使用。

一般经过20次再生处理后,其性能仍能保持不变。

所以这也是一种高效、耐用的新型吸附材料。

3.1.10 具有耐辐射,能反射中子等特性3.2 碳纤维的缺点3.2.1 比较脆,怕受压和剪切碳纤维随能承受大的轴向拉力,但比较脆。

碳纤维受力或受到与纤维轴向成斜角的切力时,它并不比其他材料表现得更好,碳纤维尤其害怕“打结”、“急拐弯”,一束碳纤维很难被拉断,但只要打个环扣,轻轻一拉就断。

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