一、碳纤维及其复合材料
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。
碳纤维比重小,因此有很高的“比强度”。碳纤维属于聚合物碳,是有机纤维经固相反应转变为纤维状的无机碳化合物。碳纤维是一种新型非金属材料,它和它的复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能,碳纤维单独使用时主要是利用其耐热性、耐蚀性、导电性和其它性质。一种材料正在崛起,越来越多的领域出现了它的身影,它就是我们熟悉又陌生的碳纤维复合材料。方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为当今碳纤维工业生产的主流。
与聚腈基碳纤维相比,沥青基碳纤维发展相对滞后。
1987年9月日本三菱、旭化成建成了年产500t沥青基碳纤维装置,这标志着沥青基碳纤维已处于工业化过渡的新阶段。沥青基碳纤维的炭化收率比聚腈基高,原料沥青价格也与热固性材料相比,其具有以下优点:
a.
韧性高,抗冲击,
b.
成型工艺简单,加工速度快,可提高工作效率几倍到几十倍
预浸料特性与优点
幅宽可达1600mm,也可分切成75mm、150mm、300mm的预浸带;
具有良好的韧性;
生产过程可以二次涂胶,能满足自动铺带对预浸料粘性和铺覆性的特殊要求;
适用于真空袋、模压、软模、热压罐等工艺成型;
适于低、中、高温固化
预浸料单位面积纤维质量范围为 50g-600g /㎡;
预浸料树脂控制
单向预浸料树脂含量30%-40%±2%
织物预浸料树脂含量40%-60%±3%
c.
容易修补,可多次成型
d.
可以回收重复使用,有利于环保
e.
节省能耗40-60%
f.
预浸料无储存寿命,节约储存和运输成本
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