碳纖維的特性——碳纖維桿

碳纖維的特性——碳纖維桿

碳纖維是含碳量高于90％的無(wú)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(wú)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?gòu)?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PAN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,。 碳纖維是軍民兩用新材料,，屬于技術(shù)密集型和政治敏感的關(guān)鍵材料。以前,，以美國(guó)為首的巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)(COCOM),， 對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)主義國(guó)家實(shí)行禁運(yùn)封鎖政策,， 1994年3月，COCOM雖然已解散,，但禁運(yùn)封鎖的陰影仍籠罩在上空,，先進(jìn)的碳纖維技術(shù)仍引不進(jìn)來，特別是高性能PAN基原絲技術(shù),，即使我國(guó)進(jìn)入WTO,，形勢(shì)也不會(huì)發(fā)生大的變化。因此,，除了國(guó)人繼續(xù)自力更生發(fā)展碳纖維工業(yè)外,，別無(wú)其它選擇,。 目前世界碳纖維產(chǎn)量達(dá)到4萬(wàn)噸／年以上,，全世界主要是日本東麗、東邦人造絲和三菱人造絲三家公司以及美國(guó)的HEXCEL.碳纖維桿