碳纖維產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)

 碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料這種復(fù)合材料來應(yīng)用碳纖維是一種纖維狀碳材料,。它是一種強(qiáng)度比鋼的大,、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕,、比耐熱鋼還耐高溫,、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué),、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料,。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧，而且消耗動(dòng)力少,，推力大,，噪音小,；用碳纖維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤,，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度；用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器,，機(jī)械強(qiáng)度高,，質(zhì)量小,，可節(jié)約大量的燃料。1999年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭(zhēng)中,，北約使用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng),，其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路,。 目前,，人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采用一些含碳的有機(jī)纖維（如尼龍絲,、腈綸絲,、人造絲等）做原料,，將有機(jī)纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起,，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強(qiáng)下強(qiáng)熱炭化而成 碳纖維是纖維狀的碳材料,，其化學(xué)組成中含碳量在90%以上,。由于碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化（在3800K以上升華），而在各種溶劑中都不溶解,，所以迄今無法用碳的單質(zhì)來制碳纖維,。 碳纖維可通過高分子有機(jī)纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。目前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的,。其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化：在空氣中加熱,，維持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu),，以使其在高溫碳化時(shí)不熔不燃而保持纖維狀態(tài),。B碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，維持?jǐn)?shù)分至數(shù)十分鐘,，就可生成產(chǎn)品碳纖維,；所用的惰性氣體可以是高純的氮?dú)狻鍤饣蚝?，但一般多用高純氮?dú)?。C石墨化：再在惰性氣氛（一般為高純氬氣）加熱至2000-3000度，維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘,；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維,。 碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長(zhǎng)的纖維的克數(shù)），一般僅約為19克,；拉力高達(dá)300KG/MM2,；還有耐高溫、耐腐蝕,、導(dǎo)電,、傳熱,、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優(yōu)異性能,。 目前,，碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料來應(yīng)用。這種增強(qiáng)塑料比鋼,、玻璃鋼更優(yōu)越,，用途非常廣泛，如制造火箭,、宇宙飛船等重要材料,；制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)；制造耐腐蝕化工設(shè)備等,。 羽毛球：現(xiàn)在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成,。【碳纖維 】carbon fibre 含碳量高于90％的無機(jī)高分子纖維 ,。其中含碳量高于99％的稱石墨纖維,。碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，無蠕變,，耐疲勞性好,，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小,，耐腐蝕性好,，纖維的密度低，X射線透過性好,。但其耐沖擊性較差,，容易損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生氧化,，與金屬復(fù)合時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化,、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此,，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維,、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得,；按狀態(tài)分為長(zhǎng)絲,、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型 ,。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（MPa）,、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000MPa,、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）,。強(qiáng)度大于4000MPa的又稱為超高強(qiáng)型,；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展,，還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維,，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維,。 碳纖維可加工成織物,、氈、席,、帶,、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,，一般不單獨(dú)使用,，多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬,、陶瓷,、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料,。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料,、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼,、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人,、汽車板簧和驅(qū)動(dòng)軸等,。碳纖維 由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經(jīng)氧化,、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維,。
　　碳纖維目前在替代采暖材料核心發(fā)熱體上也有新的貢獻(xiàn)，國(guó)外,，在很多節(jié)能采暖設(shè)備的核心發(fā)熱體上已經(jīng)由以前普遍采用的金屬材料逐步升級(jí)到碳纖維材料,，碳纖維材料在采暖方面的應(yīng)用主要考慮利用了材料的耐腐蝕，抗氧化（金屬容易氧化造成局部擊穿）,，高穩(wěn)定性,，壽命更長(zhǎng)（很多產(chǎn)品在300攝氏度下普遍能夠達(dá)到穩(wěn)定工作100000小時(shí)的時(shí)間），熱轉(zhuǎn)換率高（97％以上）等特點(diǎn),。由于我國(guó)在碳纖維材料生產(chǎn)研發(fā)方面相對(duì)還處在落后的境況,，高質(zhì)量的碳纖維材料還是依靠日韓進(jìn)口，所以價(jià)格居高不下,，但隨著國(guó)內(nèi)合資,、合作形式的出現(xiàn),，以碳纖維為核心技術(shù)的產(chǎn)品卻已經(jīng)走入了尋常消費(fèi)者的家中。
　　碳纖維產(chǎn)品在采暖方面的應(yīng)用分了不少形式,，比如短纖,，短切纖維通常用在如“碳晶”“地暖膜”等采暖產(chǎn)品上，石墨類產(chǎn)品在早起的采暖膜中應(yīng)用比較廣泛,，膜類產(chǎn)品除了在采暖上有所應(yīng)用,，在熱水器，工業(yè)設(shè)備恒溫環(huán)境保障方面應(yīng)用也是十分廣泛,。