碳纖維的各大性能分析
1,、碳纖維的性能
(1)碳纖維制造方法
碳纖維是一種纖維狀的碳素材料,。根據(jù)碳纖維制造所選用的原料不同和制造工藝的不同,,具有不同的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。目前碳(石墨)纖維按選用原料與制造工藝,,有兩大類制造方法,。
(a)氣相生長法
采用碳?xì)浠衔镌诖呋瘎┑淖饔孟拢ㄟ^加熱過程裂解結(jié)晶制作,。
(b)有機(jī)前驅(qū)體法
驅(qū)體法按采用的原纖維不同又分為聚丙烯晴基,、黏膠基、瀝青基酚醛基的碳,。
(2)碳纖維的化學(xué)性能
碳纖維是一種纖維狀的碳素材料,。我們知道碳素材料是化學(xué)性能穩(wěn)定性極好的物質(zhì)之一。這是歷史上最早就被人類認(rèn)識的碳素材料的特征之一,。除強(qiáng)氧化性酸等特殊物質(zhì)外,,在常溫常壓附近,幾乎為化學(xué)惰性,??梢哉J(rèn)為再普通的工作溫度≤250℃環(huán)境下使用,很難觀察到碳纖維發(fā)生化學(xué)變化,。根據(jù)有關(guān)資料介紹,,從碳素材料的化學(xué)性質(zhì)分析,在≤250℃環(huán)境下,,碳素材料即沒有明顯的氧化發(fā)生,,也沒有生成碳化物和層間化合物生成。由于碳素材料具有氣孔結(jié)構(gòu),,因此氣孔率高達(dá)25%左右,,在加熱過程易產(chǎn)生吸附氣體脫氣情況,這樣的過程更有利于我們穩(wěn)定電氣性能和在電熱領(lǐng)域的應(yīng)用,。
(3)碳纖維的物理性能
(a)熱學(xué)性質(zhì)
碳素材料因石墨晶體的高度各向異性,,而不同于一般固體物質(zhì)與溫度的依存性,從工業(yè)的應(yīng)用角度來看,,碳素材料比熱大體上是恒定的,。幾乎不隨石墨化度和碳素材料的種類而變化。
(b)導(dǎo)熱性質(zhì)
碳素材料熱傳導(dǎo)機(jī)理并不依賴與電子,,而是依靠晶格振動導(dǎo)熱,,因此,不符合金屬所遵循的維德曼—夫蘭茲定律,。根據(jù)有關(guān)資料介紹,,普通的碳素材料導(dǎo)熱系數(shù)極高,平行于晶粒方向的導(dǎo)熱系數(shù)可與黃銅媲美。
(c)電學(xué)性質(zhì)
碳素材料電學(xué)性質(zhì)主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫度有關(guān),,石墨的電子能帶結(jié)構(gòu)和載流子的種類及其擴(kuò)散機(jī)理決定了上述性質(zhì),。碳素材料這類電學(xué)性質(zhì)具有本征半導(dǎo)體所具備的特征,電阻率變化主要與載流子的數(shù)量的變化有關(guān),。
2,、碳纖維的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)
碳纖維的力學(xué)性能分為普通級和高性能級
普通級的性能在:拉伸強(qiáng)度≥3.0Gpa;拉伸模量≥230Gpa,。
高性能級的性能在:拉伸強(qiáng)度≥4.0Gpa,;拉伸模量≥390Gpa。