紡織品檢驗與貿(mào)易畢業(yè)論文-碳纖維的性能與應用(編輯修改稿)
2025-02-09 16:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 維的導熱性逐漸變低，在2000℃以上的高溫下，它的導熱性要比在常溫時低五、六倍。同時碳纖維的高溫導熱性能比其他材料也要低得多。因此，碳纖維是一種很好的高溫隔熱材料，可以用于火箭、真空電爐外殼。 突出的導電性能 電池中的碳棒，各種各樣的石墨電極都是很好的導電體，碳纖維的材質同它們一樣，只是比它們細的多罷了。碳纖維由于是纖細的纖維結構，所以它的材質又與織物的性質有聯(lián)系，碳纖維制成的碳線、碳布具有柔軟性，可以做成柔軟的“電阻絲”，用在一些特殊的環(huán)境中，它們的電阻值可以通過制造過程中控制碳化溫度來調(diào)節(jié)。所以電阻值能調(diào)節(jié)的很高，使需要的電流相當微小，有利于接線的設計。同時，這種柔軟的電阻絲在運行中不會變脆，不會產(chǎn)生局部過熱，是一種電阻加熱最有前途的新材料。 優(yōu)良的吸附性能 用多孔的原料纖維制得的碳纖維，或普通碳纖維在蒸汽氣流中加熱到800℃處理后得到碳纖維，都具有比其他材料優(yōu)異的吸附性能。這種材料具有巨大的表面積，而且表面上的碳原子處于“活化”狀態(tài)，很容易與其他化學物質結合。這種多孔活性炭碳纖維與目前工業(yè)上廣泛應用的吸附材料——顆粒活性炭相比較，無論從通氣、透水性吸附能力和吸附速度等性能方面，都遠遠超過了顆?；钚蕴俊Ｋ耐庾枇H為后者的1／5~1／2，吸附有機溶劑、~2倍多。多孔碳纖維在粉末狀和顆粒狀活性炭未能發(fā)揮作用的地方，如在造紙廠和石油化工廠凈化等方面，可以得到廣泛的應用，特別是對硫醇的吸附量可以提高到40~50倍。這樣，一張5mm厚的多孔碳纖維紙就能起到20100mm厚的顆粒狀活性炭的作用。而且，活性炭纖維對質量分數(shù)低于10106的痕量污染物也具有很大的吸附能力。其表現(xiàn)為：一是吸附速度快。把活性炭和活性炭碳纖維做成同樣后的吸附層，若以出口質量分數(shù)達10106作為穿透的話，那么粒狀活性炭的吸附層幾分鐘就穿透了，而活性炭碳纖維的吸附層可達100min。二是脫吸附速度快。對某些氣態(tài)物質，6d內(nèi)活性炭碳纖維可以在20min內(nèi)完全去除，而活性炭在40min內(nèi)才能脫去50%。這種多孔活性炭碳纖維可以制成絲線、織品和氈，所以使用起來特別方便。此外，由于這種材料的耐熱性和耐化學腐蝕性能良好，因此在吸附量飽和后，只要溶劑和藥劑把它洗凈后即可反復使用。一般經(jīng)過20次再生處理后，其性能仍能保持不變。所以這也是一種高效、耐用的新型吸附材料。 具有耐輻射，能反射中子等特性碳纖維的性能材料彈性模量（Pa）抗拉強度(Pa)密度(kg/m3)比彈性模量(Pam3/kg)比抗拉強度(Pam3/kg)普通Ⅲ型20000010620001061031200001031200103普通Ⅱ型25000010630001061031400001031700103高模量Ⅰ型40000010625001061032100001031300103石墨須晶720000106200001061033300001039100103 碳纖維的缺點 比較脆，怕受壓和剪切 碳纖維隨能承受大的軸向拉力，但比較脆。碳纖維受力或受到與纖維軸向成斜角的切力時，它并不比其他材料表現(xiàn)得更好，碳纖維尤其害怕“打結”、“急拐彎”，一束碳纖維很難被拉斷，但只要打個環(huán)扣，輕輕一拉就斷。 抗氧化性差 談下內(nèi)在高溫下容易生成二氧化碳，所以不耐氧化。 破壞前無預報 碳纖維在斷裂前沒有預報，一般材料在斷裂前都要產(chǎn)生較大的變形，人們可以根據(jù)其產(chǎn)生的伸長、彎曲等變形的大小來預先知道他是否受力過大。從而及時地采取措施來防止構件發(fā)生意外的斷裂和破壞。但碳纖維由于彈性模量高，受力后產(chǎn)生的變形很小，%的伸長變形。因此，碳纖維在斷裂之前沒有任何明顯征兆，人們不能在事故發(fā)生之前采取預防措施。4 碳纖維的應用 碳絲由于碳纖維的長絲和絲束的機械性能極其優(yōu)異，因此其主要用于塑料（環(huán)氧樹脂、聚酯）和碳絲的增強，碳纖維增強輕金屬（鋁、鎂）應用于宇航方面，其制品主要用在：飛機、火箭等承受高負荷的部件；高壓容器；體育用品（網(wǎng)球，高爾夫球拍，滑雪板，賽車，賽船，帆船等） 碳纖維氈和碳素短纖維主要用作絕熱材料（如電阻爐和感應電爐）這種絕熱材料在500℃以上可以隔絕空氣和其他氧化劑的干擾。~，在20℃時的熱導率為6105~3104W/（mk）用它做成的絕熱層的絕熱能力大。碳纖維氈和碳素短纖維的其他用途還有：填充塔的填料，侵蝕性氣體和液體的過濾材料，催化劑的載體，燃料電池和蓄電池的電極。 碳纖維織物 用作輻射加熱的大體積真空
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