随着温度的升高,泛基碳纤维材料呈现趋势潜力大,规格稳定,抗疲劳性能好。不容易引起典型的化学碱盐的全部侵蚀,这是所有传统的金属材料原材料没有,与其他类型的新型聚合物材料相比具有较强的特性。
碳纤维是一种纤维状高分子材料。它的抗压强度比钢大,相对密度比铝小,碳纤维板具备很好的电力学、热力学和物理性能。凭着这种非凡的特性,碳纤维被航空航天、交通出行、诊疗、纺织品及安全等领域普遍选用。碳纤维的有机化学构成中碳含量在90%之上。
由于碳的氢氧化物在高温下不可以熔融(在3800开尔文之上升化),而在各种各样有机溶剂上都不融解,因此至今没法用碳的氢氧化物来立即生产制造碳纤维。现阶段,碳纤维可各自用聚丙烯腈纤维、沥清纤维、粘胶丝或酚醛树脂纤维经炭化制成。
再看来下碳纤维的有机化学特性。碳纤维的酸类与碳类似,它相对稳定,不易受酸、碱、盐、水溶液的浸蚀。但当温度高过400℃的情况下,它会刚开始空气氧化,转化成CO2等汽体。此外,它也有防辐射、抗放射性、吸咐有害气体等特性,能考虑大家对材料的不一样规定,备受热烈欢迎。
碳纤维与玻璃纤维相比模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性。工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类,但主要生产前两种碳纤维。
由粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大,设备复杂,原料丰富碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展;由聚丙烯腈纤维原丝制得的碳纤维,其生产工艺较其他方法简单,产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。
碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。从航天、航空、 汽车、 电子、 机械、化工、建筑加固、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等领域、风力发电叶片等工业领域、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、汽车部件和驱动轴、鱼竿、自行车、球棒等体育领域。
碳纤维广泛应用在工业与民用建筑物、铁路公路桥梁、隧道、烟囱、塔结构等的加固补强。产品具有密度小, 强度高, 耐久性好, 抗腐蚀能力强, 可耐酸、碱等化学品腐蚀, 柔韧性佳, 应变能力强的特点。用碳纤维管制作的桁梁构架屋顶, 比钢材轻50%左右, 使大型结构物达到了实用化的水平, 而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高。另外, 碳纤维做补强混凝土结构时, 不需要增加螺栓和铆钉固定, 对原混凝土结构扰动较小, 施工工艺简便。