玻璃纤维与碳纤维区别
玻璃纤维与碳纤维区别
玻璃纤维/碳纤维有什么区别玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料;英文原名为：glass fiber ;它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高熔制、拉丝、络纱、织布等工艺;最后形成各类产品,玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20 -1/5 ,每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成,通常作为复材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保材料,电路基板等,广泛应用于国经济各个领域;玻璃纤维之特性：玻璃一般人之观念为质硬易碎物体,并不适于作为结构用材但如其抽成丝后,则其强度大为增加且具有柔软性,故配合树脂赋与形状以后终于可以成为优良之结构用材;玻璃纤维随其直径变小其强度增高;作为补强材玻璃纤维具有以下之特点,这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥领先特性用途如下：1拉伸强度高,伸长小3％; 如作外墙2弹性系数高,刚性佳;3弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大;4为无机纤维,具不燃性,耐化学性佳;5吸水性小;6尺度安定性,耐热性均佳;7加工性佳,可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品;8透明可透过光线.9与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成;10价格便宜;碳纤维是一种纤维状碳材料;它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、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材料;用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料;1999年发生在南联盟科索沃的战争中,北约使用石墨弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路;碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取;上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的;其产生的步骤为A预氧化：在空气中加热,维持在200-300度数十至数百分钟;预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构,以使其在高碳化时不熔不燃而保持纤维状态;B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度,维持数分至数十分钟,就可生成产品碳纤维；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气,但一般多用高纯氮气;C石墨化：再在惰性气氛一般为高纯氩气加热至2000-3000度,维持数秒至数十秒钟；这样生成的碳纤维也称石墨纤维;碳纤维有极好的纤度纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数,一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；还有耐高、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能;目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能;目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用;这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越,用途非常广泛,如制造火箭、宇宙飞船等重要材料；制造喷气式发动机；制造耐腐蚀化工设备等;碳纤维carbon fibre含碳量高于90％的无机高分子纤维 ;其中含碳量高于99％的称石墨纤维;碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好;但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象;因此,碳纤维在使用前须进行表面处理碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型 ;通用型碳纤维强度为1000兆帕MPa、模量为100GPa左右;高性能型碳纤维又分为高强型强度2000MPa、模量250GPa和高模型模量300GPa以上;强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型;随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2％;用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维;碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料;碳纤维除用作绝热保材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料;碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等;一般好的速滑鞋鞋身都是用较多的碳纤维材料做的,hockey鞋也是,冰球的球杆也是石墨弹具有瘫痪供电系统等多种功能石墨弹是将石墨粉或石墨丝装入弹,并在其中装上药的一种“软弹”,因其不以伤敌方兵员为目的而得名；又因其对供电系统的强大破坏力而被称为断电弹,俗称“电力手”;石墨是天然产出的一种铁黑至钢灰色,表面闪耀金属光泽的鳞片状或致密块状、土状集合体,具有很高的导电性,它比一般的钢、铁、铅的导电性能要高将近100倍;石墨弹是选用经过特殊处理的碳丝制成,每根碳丝的直径相当小,仅有几千分之一厘米,因此,可在高空中长时间漂浮,由于碳丝经过流体能量研磨加工制成,且又经过化学清洗,因此,极大地提高了碳丝的传导性能;石墨弹在空中,会在敌方上空丢下大量的石墨丝,这些碳纤维丝团像蜘蛛网一样密密麻麻地飘落到电力输送塔、变压器等电力设施上;当电流流经石墨细丝时,电流流动加快,开始放电,如果电流进一步增强,则会烧断输电线,导致短路,甚至由于过热或电流过强而引起火灾;石墨丝没有粘性,却能附在一切物体表面,它可以通过和火药引散布在敌方阵地,破坏敌方防空和发电设备;石墨丝在造成过流短路时,还会受热汽化和产生电弧,使导电的石墨纤维涂覆在电力设备上,破坏它们原有的绝缘性能,使电力设施长期受损,难以修复;石墨丝可进入电子设备内部、冷却管道和控制系统的黑匣子；石墨丝弹头对包括停在跑道上的飞机、电子设备、发电厂的电网等所有东西都产生破坏作用;石墨丝中断电力供应后,将使敌方的通信、指挥管制、电脑等系统立即中断；石墨弹也可以造成间广播、电视和交通等系统完全瘫痪,军事力量与生设施都可能在短期失去功能,甚至能造成整个城市的恐慌,因此还具有心理战的作用;这就是石墨弹能引起了人们高度重视的根本原因;。
20170421连续玄武岩纤维与碳纤维_芳纶_玻璃纤维的对比及其特性概述_刘学慧
TDC、PPD 单体
NMP、CaCl 溶剂
聚合
凝固、萃取、干燥
溶剂回收
H2SO4
溶解
H2O
纺丝
H2O/H2SO4
短纤维 水洗
洗涤、中和、干燥 卷绕
浆粕 切断
卷曲 上油
H2O
悬浮
原纤化
干燥
脱水
切断
H2O
干燥
打包
打包
图 3 芳纶纤维工艺流程图
加水清洗 喷灯引火预热
原料 坩埚 拉丝
晒干 点火加热 1 100 ℃~1 300 ℃
山西科技
SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY
2014 年 第 29 卷 第 1 期
文章编号：1004－6429（2014）01－0087-04
收稿日期：2013－06－28
连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的 对比及其特性概述
刘学慧
（太原钢铁（集团）有限公司新材料事业管理部，山西太原，030003）
玻璃纤维是一种纤维状的玻璃材料，是由玻璃球或废旧玻 璃经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成的。玻璃纤维具 有强度高、不燃、耐腐蚀、隔热、隔音、电绝缘性好、比有机纤维耐 温高、吸水少等优点，但玻璃纤维性脆、耐磨性较差。玻璃纤维按 照成分不同主要分为：无碱（E）玻璃纤维（氧化钠 0～2％）、中碱 （C）玻璃纤维（氧化钠 8％～12％）、高碱（A）玻璃纤维（氧化钠 13％ 以上）、特种玻璃纤维（例如高强（S）玻璃纤维）等。玻璃纤维的主 要成分有二氧化硅（45％～60％）、氧化铝（12％～19％），其余为氧化 钙、氧化钠、氧化铁和二氧化钛等，成分类似于玻璃纤维。 1.2 连续玄武岩纤维与其他纤维的生产工艺对比
碳纤维与玻璃纤维有哪些区别呢？
碳纤维与玻璃纤维有哪些区别呢？⾸先，⼆者均属于⽆机⾮⾦属材料。
玻璃纤维（Glass Fiber）：
将玻璃材料（⽯英砂、氧化铝和叶蜡⽯、⽯灰⽯、⽩云⽯、硼酸、纯碱、芒硝、萤⽯等）进⾏⾼温融化，再将其拉丝、络纱，并织成玻璃纤维布，再根据产品的设计，定型为最终的外观。
其单根纤维的直径通常为⼏微⽶到20余微⽶。
玻璃纤维具有优秀的绝缘、耐⾼温及抗腐蚀能⼒，且价格较低。
碳纤维（Carbon Fiber）：
由⽯墨压织⽽成的碳化纤维制成，含碳量通常在90%以上，同样经过拉丝、络纱织布等⼯艺，最终使⽤模具将碳纤维布层层包裹为成品外观，并以环氧树脂进⾏固化。
和玻璃纤维相⽐，碳纤维材料通常具有更⾼的性能，与玻璃纤维相⽐，碳纤维的杨⽒模量（固体材料抵抗形变能⼒的物理量）是其3倍多，且具有更强的耐腐蚀性及更轻的重量。
⾼质量的碳纤维，强度甚⾄⾼于钢铁、铝合⾦，其⾼强度、⾼稳定及低重量的优秀特性，使得碳纤维成为航天、军⼯、体育产品中⾼性能材料的代名词。
但是，碳纤维材料对于⼯艺的要求极⾼，以⾃⾏车零件为例，⼤品牌的同类零件价格可能和⼩作坊相差⼗多倍甚⾄更多，但是，在强度上也相差甚远。
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网格布,碳纤维布,玻璃纤维壁布等加固建材浅析
近些年，工程建筑要求普遍有所提高，对于建筑材料的选择也越来越讲究，而对于墙体加固材料的使用上来说，其讲究程度也有着明显的上升，那么今天我们来简单介绍几种常用的墙面加固防裂材料。
现在，比较常用的墙体防裂材料是玻璃纤维网格布，且不论玻纤网格布质量如何，但基本上每个工地上都有使用网格布。
玻璃纤维网格布在墙体里的使用已经成为了一种趋势。
以杭州庞明网格布为例，很多客户来采购网格布的目的主要是为了增强墙体韧度，防止墙体开裂，当然外墙保温也是网格布的一个重要作用。
玻璃纤维网格布的主要原料自然是玻璃纤维，所以具有很好的耐腐蚀性能和比较好的韧劲，因此可以起到长时间的防裂效果。
另一种墙体防裂材料是碳纤维布。
可以说碳纤维布的防裂功能是非常强悍的。
以杭州庞明碳纤维布为例子，很多时候来采购碳纤维布的客户都是因为墙体已经出现大的裂缝之后才会选择使用碳纤维布，说以说碳纤维布与其说是防裂建材还不如说是补裂建材。
其实碳纤维布的应用不仅仅是在建筑方面，一些机械工程和材料加固上都有它的身影存在。
碳纤维布是由碳纤维材料制成，外柔内刚，是一种价格普遍较高的新型建材。
最后我们来谈谈玻璃纤维壁布。
很多施工单位可能称呼它为海基布，海吉布，石英壁布等，但是他们大致可以算一款产品。
玻璃纤维壁布是一款墙体装饰材料，和网格布和碳纤维布不同是使用在墙体外面的。
一些人可能用它只是为了美观，但是其防墙体开裂的效果也不能被人忽视。
玻璃纤维壁布使用特制黏胶之后，可以有效地和墙面融为一体，从外层起到防止墙体开裂的效果。
玻璃纤维壁布和玻璃纤维网格布原料相同，但是韧性要高于网格布，但是一个用内一个用外，并没有实际的可比性。
墙体防裂材料随着技术的进步正在不断的更新，效果也越来越好。
无论是用内还是用外的墙体装饰材料，只有相辅相成，才能起到最好的墙体防裂加固作用。
鱼竿知识
鱼竿知识辫梢：竿梢尖上粘接的软辫管（一种化纤织物），用于固定大线的。
新钓竿买回后要加工一下辫梢。
从竿梢头算起，在辫梢一厘米长的位置打个死结，剪掉多余的辫梢，再用打火机把辫头烤化，让它自然熔成一个小球。
这样打的结就不会再脱落。
然后用耐水性好的快干强力胶，在辫梢原来的粘接处再点上一小滴胶水，并让胶液向辫梢上方渗透一点，约5毫米左右。
这阵做，一是加固辫梢同竿梢的粘结度，二是保护辫捎不被竿梢头磨断。
但是千万要注意的是：胶一定要少滴，如果辫捎全浸了胶，变得通体僵硬，那钓线在辫梢上很难勒得紧，使用中容场造成大线脱落。
【鱼竿的历史】鱼竿最早是使用竹木材质，使用历史达数千年，20世纪诞生了玻璃纤维渔竿，随后又出现了更先进的的碳纤维鱼竿。
【作用】 1 利用弹性控制钓到的鱼的爆发力，衰减鱼的力量，用以保护组。
4 |* m2 {! J8 s5 W3 u2 与钓线的长度结合，改变钓点到岸边的距离。
' K) h* \6 ^3 `9 P1 v7 l- ]( j8 b3 把鱼从钓点拉到水边，以获得钓获量。
[编辑本段]【分类以及材质】鱼竿按材质分为竹木、玻璃钢（玻璃纤维复合材料）鱼竿、碳素鱼竿三大系列，按用途分为海竿（又叫甩竿、投竿）、手竿两大种类。
, U( t5 l' O4 j0 K3 [% |6 i! |' N. a竹木竿：一般竹木竿具有选材精良、工艺考究、价格低廉、使用方便等优点。
绝大多数钓翁都喜欢用这种鱼竿。
- G6 j8 z! H' X$ v+ }- B: o Y( i* Y玻璃纤维钓渔竿又称为玻璃钢竿、玻璃纤维树脂竿。
它是采用玻璃纤维缎纹布，经浴浸环氧树脂、醛树脂、高温固化成形（空心管或实心竿体），具有较好的坚韧性和弹性，是钓渔竿生产走向现代合成材料、工厂化生产的第一代产品。
玻璃纤维钓渔竿具有良好的绝缘性。
钓竿成形后未涂装前，竿体颜色黄色、棕色。
目前国内和部分国家和地区生产的钓竿，有的在浴浸树脂液中加入炭黑粉，一方面为同碳纤维布（黑色）混合成形，求得色泽一致；另一方面有的生产企业以染黑玻璃纤维布冒充碳纤维或含碳钓渔竿。
碳纤维及其工艺概述
碳纤维及其工艺概述12概述碳纤维：carbon fibre顾名思义，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20多年，它至今仍保持纤维形态。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到1一个复合材料广泛应用的时代。
碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。
其中含碳量高于99％的称石墨纤维。
碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。
但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。
因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。
通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。
高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。
碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维加固钢筋混凝土的性能比较
的外 观 是 白色 ，抗 拉 强 度 １ ５００～３ ５００ ＭＰａ，比 重 为 ２．５— 土未 被 压 碎 。
２．６，弹性 模 量较 低 。在 加 固 钢 筋 混凝 土 梁 时 ，对 提 高 刚 度 的
ＦＲＰ加固梁 的开裂 荷 载 ，屈服 荷载 和极 限荷载 列于表
贡献不大，另外 ，玻璃不能抗酸腐蚀 ，在较高的持续 荷载作用 ４，极 限 承 载能 力 的增 加 从 一 层 碳 纤 维 的 ２８％ 到 ３层 玻 璃 纤 下 ，它 可 能过 早 地 出 现 徐 变 破 坏 。所 以 建 议 ，设 计 强 度 限定 维 的 ７８％ ，可 以看 出 ，多 层 ＦｌＩＰ对 提 高屈 服 后 的承 载 能 力 有
３ 实验 结 果 讨 论 ３．１ 承 载 能 力 和破 环模 式
各种 ＦＲＰ加 固梁 的承 载 能 力 及 破 环 模 式 见 表 ３。所 有 加固梁 的破环均始于 ＦＲＰ的开胶 。开胶 多发 生在跨 中。钢
格 便宜 。从经 济、技术方面综合考虑是一种可取 的材料 。它 筋屈服后 ，在跨 中附近 的的裂缝处出现开胶 ，导致破坏 ，混凝
为 强度 的 ３０％ 。
重要作用 ，在设计 时采 用 了折减系数进行计 算 ，即使 有开胶
芳 纶 纤 维 增 强 聚 合 物 （ＡＦＰｄ＇）为 黄 色 ，比 重 为 】．４ — 现 象 的发 生 ，设计 仍 偏 于保 守 。
收 稿 日期 ：２０１０—０９—１７ 作者 简 介 ：路 建 印 （１９７５一），男 ，河 北 省邯 郸人 ，工 程 师 ，主要 从 事 高 等级 公 路 养护 工 作 。
面粘 贴 某 种加 固材 料 。 用 纤 维 增 强 聚合 物 （ＦＲＰ）作 为 加 固
在 相 同条 件 下 才 能 对 各 种 纤 维 进 行 对 比 ，为 此 ，制 作 了
建材-大国重材系列（二）：玻纤碳纤双骄，共享风电增量时代
报告摘要：●风机大型化推动大丝束碳纤维需求近年来风机厂商大功率机型占比明显提升，风机大型化能从摊薄风机制造成本、摊薄风机非制造成本、提升发电效率等角度降低度电成本。
风机大型化叠加海上风电兴起使叶片长度不断突破，而叶片大型化带来的轻量化与强度刚度要求带动碳纤维需求。
●玻纤为主流风电叶片增强材料风电叶片增强材料主要包括玻纤、碳纤维，密度、拉伸强度、模量为增强材料关键指标。
与传统材料相比，玻纤密度满足轻量化需求、模量强度满足刚度与强度需求，兼具经济性，为主流风电叶片增强材料，玻纤约占风电叶片材料成本的28%。
●碳纤维更适用海上大叶片碳纤维可减轻叶片质量、增强叶片刚度、提高叶片抗疲劳性能，拉挤法应用是近年来叶片需求增加的主因之一，但叶片大规模应用碳纤维仍受制于成本因素。
此外Vestas碳梁保护专利2022年7月到期，国内厂商有动力加速布局拉挤法碳纤维。
●风电叶片领域，玻纤与碳纤将长期共存碳纤维产能规模无法支持对玻纤的大面积替代；碳纤维成本下降非一日之功；玻纤不断更新换代，高模量玻纤将成为风电纱拳头产品。
●投资建议玻纤与碳纤有望共享风电增量。
全球风电碳纤维需求从2014年0.6万吨快速上升到2020年3.06万吨，CAGR31%，增速明显快于整体。
行业性能与成本动态匹配，部分时点不可兼得，当前玻纤性价比优势依然显著。
风电领域，玻纤建议重点关注中国巨石、中材科技，碳纤维关注吉林碳谷、吉林化纤、中复神鹰（未上市）。
●风险提示大丝束碳纤维产能投放进度不及预期；国产拉挤法工艺研发不及预期；海上风电项目进展不及预期。
[Table_ProfitDetail]盈利预测与财务指标代码重点公司现价EPS PE评级12月1日2020 2021 2022 2020 2021 2022600176.SH中国巨石17.700.69 1.40 1.56 28.9 12.7 11.3 - 002080.SZ中材科技36.90 1.22 2.16 2.39 19.8 17.1 15.5 - 资料来源：wind、民生证券研究院（未评级公司使用wind一致预期）[Table_Invest]推荐维持评级[Table_QuotePic]行业与沪深300走势比较资料来源：Wind，民生证券研究院分析师：李阳执业证号：S0100521110008邮箱：******************相关研究1.【民生建材】大国重材系列（一）：聚焦药玻，技术攻关与国产替代2.地产信贷边际放松，消费建材估值有望企稳—建筑材料行业周报202111283.【民生建材】本周观点211121：板块估值偏低，新材料应用提速建材行业研究/深度报告玻纤碳纤双骄，共享风电增量时代——大国重材系列（二）深度研究报告/建材2021年12月02日本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1目录1. 风机大型化推动大丝束碳纤维需求 (3)1.1大功率风机占比明显提升 (3)1.2叶片大型化带动碳纤维需求 (5)2. 风电叶片材料：玻纤VS碳纤维 (6)2.1玻纤为主流风电叶片增强材料 (6)2.1.1 玻纤性价比高 (6)2.1.2 各类玻纤因性能差异应用于叶片不同结构 (7)2.2碳纤维更适用于海上大叶片 (8)2.2.1 碳纤维性能优异，短期大规模应用受制于成本 (8)2.2.2 风电叶片主要使用高性价比大丝束碳纤维 (10)2.2.3 拉挤法为风电叶片用碳纤维主要生产工艺 (12)2.3碳纤维产业链较长，生产工艺国产替代空间广阔 (14)3. 风电叶片领域，玻纤、碳纤将长期共存 (16)4. 风险提示 (17)插图目录 (18)表格目录 (18)1. 风机大型化推动大丝束碳纤维需求1.1 大功率风机占比明显提升风机厂商大功率机型占比明显提升。
玻璃纤维 碳纤维模量对比
玻璃纤维碳纤维模量对比【玻璃纤维碳纤维模量对比】引言：在当今工业领域中，材料的选择对产品的性能至关重要。
玻璃纤维和碳纤维都是常见的复合材料中使用的纤维材料。
本文将针对玻璃纤维和碳纤维的模量进行对比，并探讨其在工程应用中的差异和优劣。
一、定义与背景：1. 玻璃纤维玻璃纤维是用玻璃或玻璃的成分熔融后拉出的细长纤维，具有轻质、高强度和绝缘性能等优点，在建筑、航空航天、汽车等领域得到广泛应用。
2. 碳纤维碳纤维是由含有碳元素的有机纤维加特定的处理工艺制造而成的，具有高强度、高模量和低密度等特点，广泛用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
二、模量定义：模量是衡量材料抗弹性变形能力的物理量，通常用弹性模量或杨氏模量表示，单位为兆帕（MPa）。
三、玻璃纤维的模量：玻璃纤维的弹性模量在30-70 GPa之间，这相对较低。
这是因为玻璃纤维的组成材料玻璃具有较低的强度和刚度，因此导致整体材料的模量也较低。
四、碳纤维的模量：碳纤维的弹性模量通常在230-700 GPa之间，远高于玻璃纤维。
这是因为碳纤维的纤维结构具有较高的刚度和强度，导致整体材料的模量也较高。
五、优劣对比与应用场景：1. 玻璃纤维优点：- 相对便宜，成本较低；- 耐腐蚀，不易受潮；- 透明性好，可用于光学器件。
缺点：- 模量较低，不适用于要求高强度和刚度的工程应用；- 易受机械冲击和磨损。
应用场景：- 建筑领域中的隔热材料；- 汽车制造中的车身材料。
2. 碳纤维优点：- 高强度和高模量，具备出色的挤压性能；- 低密度，使得碳纤维复合材料具有较大的强度重量比。
缺点：- 成本高，制造过程复杂；- 不耐高温、阳光暴晒和强酸碱环境。
应用场景：- 航空航天行业中的机身材料；- 汽车制造中的赛车构件；- 体育器材领域中的高尔夫球杆等。
六、未来发展趋势：1. 玻璃纤维- 提高强度和模量，以满足更高的工程要求；- 研发更环保的制造工艺。
2. 碳纤维- 降低制造成本，使其更广泛应用于民用领域；- 提高高温抗氧化性能。
碳纤维
碳纤维1.碳纤维的概念碳纤维，英文为Carbon Fiber，简称CF。
碳纤维是指由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，是纤维中含碳量在95%左右的碳纤维和含碳量在99%左右的石墨纤维。
2．碳纤维的结构碳纤维的分子结构介于石墨与金刚石之间。
目前公认的碳纤维结构是由沿纤维轴高度取向的二维乱层石墨组成。
微晶的形状、大小、取向以及排列方式与纤维的制备工艺相关。
3.碳纤维的性质碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征,是一种的力学性能优异的新材料。
碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。
密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。
一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。
再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。
碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。
碳纤维的比热容一般为7.12。
热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值（32到22）。
碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500。
这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。
同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外，其外形有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500兆帕以上，是钢的7到9倍，抗拉弹性模量为230到430G帕亦高于钢；因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000兆帕以上，而A3钢的比强度仅为59兆帕左右，其比模量也比钢高。
玻璃纤维与碳纤维的区别
玻璃纤维与碳纤维的区别它是一种性能优异的无机非金属材料。
是玻璃球或废旧玻璃作为原材料经过高熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成玻纤，玻纤一丝的直径从几个微米到二几米个微米之间，相当一根头发丝的五分之一至分之一的直径，一束纤维都由数百上千根单丝组成。
玻璃纤维的特性：一般人认为玻璃是易碎质硬的物体，不适于作为结构用材。
但是如果它抽成丝之后，强度会大幅度增加而且具有柔软性，所以配合树脂改变形状之后可以成为优良的结构用材。
玻璃纤维随着它的直径变小，强度也会随之增高。
这些特点使玻璃纤维的使用远远比其他种类纤维来得广泛。
玻璃纤维具有以下特点：1、拉伸强度高；2、弹性系数高；3、冲击强度大；4、耐化学性；5、吸水性低；6、耐热性好；7、加工的产品种类多8、透明胶体9、价格便宜碳纤维（GF）由碳元素构成的无机纤维。
纤维的碳含量大于90%。
一般分为普通型、高强型和高模型三大类。
与玻璃纤维(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。
碳纤维是一种纤维状碳材料。
它比钢的强度大、比铝的密度小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、能像铜那样导电，有电学、热学和力学性能的新型材料。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。
碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
碳纤维广泛用于民用，军用，建筑，化工，工业，航天以及超级跑车领域。
碳纤维
相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀 性突出。
碳纤维分类
碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基
碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维；按性能可分为通用型、高 强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维；按状态分为长丝、短 纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维 强度为1000兆帕、模量为100G帕左右。高性能型碳纤维又分为高强型 （强度2000兆帕、模量250G帕）和高模型（模量300G帕以上）。强度 大于4000兆帕的又称为超高强型；模量大于 450G帕的称为超高模型。 随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率 大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。[14] 市场上90%以上碳 纤维以PAN基碳纤维为主。由于碳纤维神秘的面纱尚未完全揭开，人们 还不能直接用碳或石墨来制取，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼 龙丝、腈纶丝、人造丝等）为原料，将有机纤维与塑料树脂结合在一 起炭化制得碳纤维。
四、碳纤维的特点
物理性质：碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，
是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸 模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝 结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨 化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比 铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数与 其它纤维不同，它有各向异性的特点。碳纤维的比热容一般为7.12。 热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而 垂直于纤维方向是正值（32到22）。碳纤维的比电阻与纤维的类型有 关，在25℃时，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500。这使得碳 纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。同钛、钢、铝 等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、 线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比研究报告
目录
Content
纤维 结构
纤维 性能
与基体 结合
适用基体 及应用
玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比 · 复合材料研讨
组成成分及结构
Composition and structure
玻璃纤维
成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、 氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以 玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制 、拉丝、络纱、织布等工艺制作而成
碳纤维
由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴 向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处 理而得到的微晶石墨材料。
由无规则的 SiO2网络所 组成
层片状结构
SiC纤维
有机硅化合物为原料经纺丝、碳化 或气相沉积而制得具有β-碳化硅结 构的无机纤维
β-碳化硅结 构
（立方晶系）
玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比 · 复合材料研讨
玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比 · 复合材料研讨
适用基体与应用
Suitable Matrix and Application
玻璃纤维（Glass Fiber）
1.有机高聚物基： 苯乙烯类树脂：AS树脂（丙烯腈-苯乙烯）、ABS树脂（
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯） 弹性模量高、线膨胀系数减小，制品尺寸稳定性好，用
绝缘性好
震性好、质量轻
缺点：性脆，耐磨性较差 缺点：受力过大发生脆断
有机硅化合物为原料，经纺丝、 碳化或气相沉积而制得具有 β-碳化硅结构的无机纤维
较好的导热和导电性，抗氧化、 抗蠕变、耐化学腐蚀 最主要特点：耐高温性 缺点：硬且脆，加工难度很大
长纤维单向增强结构为主 颗粒弥散结构 短纤维弥散结构 层板结构
于汽车内装制品，空调叶片、照相机内外壳等 2.无机非金属材料（一般不与水泥复合）
7.碳纤维与玻璃纤维并用增强复合材料结构件的可行性研究
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
3.2 试片破坏形貌 详见照片1至照片7。
碳纤维+玻璃纤维并用增强
玻璃纤维增强
照片1 经向拉伸破坏形貌
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
3.2 试片破坏形貌 详见照片1至照片7。
碳纤维+玻璃纤维并用增强
玻璃纤维增强
照片2 纬向拉伸破坏形貌
பைடு நூலகம்
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
3.2 试片破坏形貌 详见照片1至照片7。
经向拉伸弹性模量破坏形貌（碳+玻）
纬向拉伸弹性模量破坏形貌（碳+玻）
照片3
拉伸弹性模量破坏形貌
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
3.2 试片破坏形貌 详见照片1至照片7。
碳纤维+玻璃纤维并用增强
玻璃纤维增强
照片4
经向弯曲破坏形貌
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
试验部分
3 试验数据与破坏形貌
3.1 试验数据 详见表2。
试 验 数 据
测试项目
表2
玻璃纤维与碳纤维 并用增强复合材料 试验数据 变化率 （％）
—— ——
试片种类 玻璃纤维增强复合材料
船用真空灌注专用树脂 SWANCOR2711-A/BF
基体材料种类 试片铺层结构
船用真空灌注专用树脂 SWANCOR2711-A/BF EW290-90/2层 + 单向碳纤维布/1 EW290-90/2层+单向布 层 + 玻璃纤维单向布/5层 +单向碳 /5层+ EW290-90/2层 纤维布/1层 + EW290-90/2层
对于碳纤维与玻璃纤维并用增强复合材料而言玻璃纤维增强区域的破坏形貌与玻璃纤维增强复合材料相同碳纤维增强区域内经向试片断口呈现的是碳纤维拉伸断破坏形貌及单向碳纤维布与玻璃布界面破坏形貌纬向试片断口呈现的是碳纤维界面拉开破坏形貌及单向碳纤维布与玻璃布界面破坏形貌所以碳纤维与玻璃纤维并用增强复合材料的经向拉伸强度测试数据比玻璃纤维增强复合材料提高333达到435mpa
《复合材料概论》心得与总结
《复合材料概论》心得与总结卫琦 1306030118通过学习《复合材料概论》，我了解了复合材料的命名、分类以及复合材料的基本性能。
复合材料的基体材料有四种：金属材料、无机胶凝材料、陶瓷材料、聚合物材料。
了解了碳纤维的优点以及碳纤维在生活中被广泛的应用。
以及对聚合物基复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料的了解。
以下是我对一些知识点的总结。
第一章总论一、复合材料定义：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料；在复合材料中通常有一个相为连续相，称为基体，另一相为分散相，称为增强材料。
二、复合材料的分类1．按增强材料形态分类（连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合）2．按增强材料纤维种类分类（玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合）3．按基体材料分类（聚合物基、金属基、无机非金属基）4．按材料作用分类（结构复合材料、功能复合材料）三、复合材料的基本性能1．可综合发挥各组成材料的优点2．可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造（最大特点！）3．可制成所需的任意形状的产品四、复合材料结构设计的三个结构层次①：一次结构：指由基体和增强材料复合而成的单层材料②：二次结构：指由单层材料层合而成的层合体③：三次结构：指通常所说的工程结构或者产品结构第二章复合材料的基体材料复合材料的基体材料有以下四种：①：金属材料主要包括铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等陶瓷材料主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷聚合物材料主要包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热固性/热塑性聚合物。
第三章复合材料的增强材料一、增强材料的定义：在复合材料中，凡事能基体材料力学性能的物质，均称为增强材料。
二、玻璃纤维的分类：1．以玻璃原料成分分类：无碱玻璃纤维（E玻纤）；中碱玻璃纤维；有机玻璃纤维（A玻璃）；特种玻璃纤维。
碳纤和玻纤的区密度
碳纤和玻纤的区密度
嘿，朋友们！你们知道碳纤和玻纤的密度有啥区别吗？那咱就来好好唠唠这个事儿。
先说说碳纤维，它的密度那可是相当小的，一般在 1.7 到 2.0 克每立方厘米之间。
这就好比是一只轻盈的小鸟，能在空中自由翱翔。
碳纤维强度高、重量轻，在航空航天领域那可是大显身手。
你想想那些酷炫的飞机、火箭，很多关键部位都有碳纤维的身影呢！比如说赛车，用了碳纤维部件，车就能跑得更快，还能更省油呢！
再讲讲玻纤，玻纤的密度比碳纤维要大一些，通常在 2.5 到 2.7 克每立方厘米左右。
它就像是一个敦实的力士，虽然没那么轻盈，但也有自己的优势呀。
玻纤价格相对便宜，所以在很多普通的工业制品中广泛应用。
就好比我们常见的一些塑料制品，加入玻纤后强度大大提高，变得更耐用了。
那这两者的密度差异会带来啥影响呢？这就好比跑步比赛，碳纤维是那个轻装上阵、速度超快的选手，而玻纤是稍微负重但也能稳步前进的选手。
在一些对重量要求极高的场合，碳纤维就成了首选；而在一些对成本敏感的情况下，玻纤就更合适啦。
咱举个实际例子吧，就说那钓鱼竿。
高端的钓鱼竿很多用碳纤维制作，因为它轻啊，拿在手里不累，还能甩得更远。
但要是一般玩玩，玻纤的钓鱼竿也完全够用，价格还实惠呢！
总之，碳纤和玻纤各有各的特点和用途，密度只是它们众多不同点中的一个。
我们得根据具体的需求来选择合适的材料。
这下你们对碳纤和玻纤的密度区别清楚了吧？哎呀，是不是很有意思呀！。
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玻璃纤维/碳纤维有什么区别
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料。
英文原名为：glass fiber 。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高熔制、拉丝、络纱、织布等工艺。
最后形成各类产品，玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保材料，电路基板等，广泛应用于国经济各个领域。
玻璃纤维之特性：
玻璃一般人之观念为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，故配合树脂赋与形状以后终于可以成为优良之结构用材。
玻璃纤维随其直径变小其强度增高。
作为补强材玻璃纤维具有以下之特点，这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先
特性用途如下：
（1）拉伸强度高，伸长小（3％）。
如作外墙
（2）弹性系数高，刚性佳。
（3）弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。
（4）为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。
（5）吸水性小。
（6）尺度安定性，耐热性均佳。
（7）加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。
（8）透明可透过光线.
（9）与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。
（10）价格便宜。
碳纤维是一种纤维状碳材料。
它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、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材料。
用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。
1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。
碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。
上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。
其产生的步骤为A预氧化：在空气中加热，维持在200-300度数十至数百分钟。
预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构，以使其在高碳化时不熔不燃而保持纤维状态。
B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度，维持数分至数十分钟，就可生成产品碳纤维；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气，但一般多用高纯氮气。
C石墨化：再在惰性气氛（一般为高纯氩气）加热至2000-3000度，维持数秒至数十秒钟；这样生成的碳纤维也称石墨纤维。
碳纤维有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；还有耐高、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。
目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。
目前，碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。
这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越，用途非常广泛，如制造火箭、宇宙飞船等重要材料；制造喷气式发动机；制造耐腐蚀化工设备等。
碳纤维
carbon fibre
含碳量高于90％的无机高分子纤维。
其中含碳量高于99％的称石墨纤维。
碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。
但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。
因此，碳纤维在使用前须进行表面处理
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。
通用型碳纤维强度为1000兆帕（M Pa）、模量为100GPa左右。
高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。
强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa
的称为超高模型。
随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。
用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
碳纤维除用作绝热保材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。
碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
一般好的速滑鞋鞋身都是用较多的碳纤维材料做的，hockey鞋也是，冰球的球杆也是
石墨弹具有瘫痪供电系统等多种功能
石墨弹是将石墨粉或石墨丝装入弹，并在其中装上药的一种“软弹”，因其不以伤敌方兵员为目的而得名；又因其对供电系统的强大破坏力而被称为断电弹，俗称“电力手”。
石墨是天然产出的一种铁黑至钢灰色，表面闪耀金属光泽的鳞片状或致密块状、土状集合体，具有很高的导电性，它比一般的钢、铁、铅的导电性能要高将近 100倍。
石墨弹是选用经过特殊处理的碳丝制成，每根碳丝的直径相当小，仅有几千分之一厘米，因此，可在高空中长时间漂浮，由于碳丝经过流体能量研磨加工制成，且又经过化学清洗，因此，极大地提高了碳丝的传导性能。
石墨弹在空中，会在敌方上空丢下大量的石墨丝，这些碳纤维丝团像蜘蛛网一样密密麻麻地飘落到电力输送塔、变压器等电力设施上。
当电流流经石墨细丝时，电流流动加快，开始放电，如果电流进一步增强，则会烧断输电线，导致短路，甚至由于过热或电流过强而引起火灾。
石墨丝没有粘性，却能附在一切物体表面，它可以通过和火药引散布在敌方阵地，破坏敌方防空和发电设备。
石墨丝在造成过流短路时，还会受热汽化和产生电弧，使导电的石墨纤维涂覆在电力设备上，破坏它们原有的绝缘性能，使电力设施长期受损，难以修复。
石墨丝可进入电子设备内部、冷却管道和控制系统的黑匣子；石墨丝弹头对包括停在跑道上的飞机、电子设备、发电厂的电网等所有东西都产生破坏作用。
石墨丝中断电力供应后，将使敌方的通信、指挥管制、电脑等系统立即中断；石墨弹也
可以造成间广播、电视和交通等系统完全瘫痪，军事力量与生设施都可能在短期失去功能，甚至能造成整个城市的恐慌，因此还具有心理战的作用。
这就是石墨弹能引起了人们高度重视的根本原因。
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