[工學(xué)]第二章2碳纖維-wenkub.com
2025-04-10 23:55 本頁(yè)面
【正文】 ? 以瀝青為原料開(kāi)發(fā)一種在性能和成本上都具有競(jìng)爭(zhēng)力的碳纖維。 (5)碳纖維軸向分子間的結(jié)合力比石墨大，因此其抗張強(qiáng)度和模量都明顯高于石墨；碳纖維徑向分子間的作用力較弱，抗壓性能稍差，軸向抗壓強(qiáng)度僅為抗張強(qiáng)度的 10％ 30％。除能被強(qiáng)氧化劑氧化外，一般的酸堿對(duì)碳纖維不起作用。 四、碳纖維的表示方法 碳纖維紗常用 K表示其粗細(xì)程度或線密度大小。粘膠纖維是一種再生纖維素纖維，它不經(jīng)熔融便可分解成碳的殘?jiān)枪I(yè)上最早被用作碳纖維原絲的纖維。碳化率 40%45% ? 石墨化 ： 產(chǎn)生石墨纖維， 2022℃ 以上，幾秒至幾分。 白 — 黃 —— 棕褐 ? 碳化 ： 產(chǎn)生碳纖維，在惰性氣體中加熱，使纖維中的氫、氮及其它元素不斷逸出。 纖維晶核的大小、結(jié)晶方向、孔洞和不純度等都會(huì)影響纖維的性能。 （ 3）超過(guò) 2022176。 碳纖維等級(jí)劃分 碳纖維等級(jí) 力學(xué)性能 典型牌號(hào) 拉伸強(qiáng)度 /MPa 拉伸彈性模量 /GPa 低彈性模量 標(biāo)準(zhǔn)彈性模量 中等彈性模量 高彈性模量 超高彈性模量 LM型 SM型 IM型 HM型 UHM型 3000 2500 4500 200 200280 280350 350600 600 T300， 300C T800HB/T1000GB M40JB,M50JB UM63,UM68 二 碳纖維的分類 2. 根據(jù)碳纖維原料類型分： ? 丙烯腈基碳纖維： Polyacrylonitrile (PAN)based占85% ? 瀝青基碳纖維 :Pitchbased ? 纖維素基碳纖維 : Rayonbased 其他有機(jī)纖維基碳纖維： 天然纖維 、 再生纖維 、 縮合多環(huán)芳香族等合成纖維 二 碳纖維的分類 ： ? 受力結(jié)構(gòu)用碳纖維 ? 耐燃碳纖維 ? 活性碳纖維（吸附活性） ? 導(dǎo)電用碳纖維 ? 耐磨用碳纖維 幾種碳纖維的性能 分 類 拉伸強(qiáng)度(GPa) 彈性模量(GPa) 直徑(μm) 密度(g/cm2) 中模量碳纖維 196 6 高強(qiáng)度碳纖維 225 7 高模量碳纖維 372 5 耐火碳纖維 392 11 碳質(zhì)碳纖維 470 9 石墨碳纖維 98 8 三、碳纖維的制造 ? 方法：氣相法、 有機(jī)纖維碳化法 ? 使用有機(jī)纖維作原料在無(wú)氧條件下經(jīng) 高溫處理而得到，原料受以下條件限制： 聚合物不熔融； 聚合物在熱裂解中損失要??； 在熱裂解中產(chǎn)生的碳骨架，應(yīng)盡可能容易再結(jié)合成石墨的結(jié)構(gòu)單元。 80年代中期出現(xiàn)了 T800、 T1000，拉伸強(qiáng)度分別達(dá)到 5600Mpa和7000Mpa，延伸率從 1%左右提高到 2%左右，最高為%，從而使碳纖維復(fù)合材料可以做主承力結(jié)構(gòu)件。 一、 碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展 ? 碳纖維是由 有機(jī)纖維 經(jīng)固相反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成的纖維狀聚合物碳，它 不屬于有機(jī)纖維 范疇，是一種非金屬材料。從制作工藝考慮，與普通無(wú)機(jī)纖維有較大區(qū)別。（帝人公司的瀝青基碳纖維拉伸強(qiáng)度： 6080Mpa）。 ? 一般用：聚丙烯腈纖維、瀝青、粘膠等 原絲制造 聚 丙 烯 腈 纖 維 穩(wěn)定化 環(huán) 化
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