凭借优越的力学性能,以及耐腐蚀、抗氧化、不生锈等特性,如今碳纤维被加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,成为制造先进复合材料的重要增强材料,应用范围日益 ,成为不少人口中的“新材料 ”。从棒球棒、网球拍,到自行车、汽车、风电叶片,再到大型飞机、运载火箭……在位于青海西宁的中复神鹰碳纤维生产基地展厅内,一件件实物、模型展品令人目不暇接,彰显了这种新材料的应用正向 工业制造和前列科技领域不断拓展。作为碳纤维重要市场,我国碳纤维一度大量依赖进口,价格十分昂贵。因此,碳纤维又被称为“黑色黄金”。彼时,市场上高性能T700级碳纤维曾经卖出过每吨数百万元的高价。而后来,当国产高性能碳纤维“开花结果”,国际市场碳纤维价格应声回落。当代科技材料:碳纤维的魅力。陕西箱包碳纤维布
碳纤维是指含碳量在90%以上的无机高分子材料,主要将聚丙烯腈(沥青或粘胶)等作为原料,经过高温氧化、碳化等环节而生成。碳纤维具有高硬度、高精度度、耐高温、耐腐蚀、轻质量等特性,可普遍应用于风电叶片、碳碳复材、航空航天、压力容器、休闲体育等领域,是性能优异、用途普遍的国家战略性新材料。碳纤维又强又轻,还兼备纺织纤维的“柔”。“飞扬”采用了三维编织技术,一条条黑色丝束,每一束都包含着1.2万根碳纤维丝。经过三维立体编织,后面就像“织毛衣”一样织成了火炬外壳,既能够耐高温,又能够耐火,在800摄氏度左右的燃烧环境下都可以正常使用,能够长时间承受火炬燃烧时产生的高温。这是碳纤维材料头一次被用在火炬之上,也是我国自主生产的碳纤维材料的精彩亮相,汇聚了世界的目光。在车身制造方面,碳纤维的优越性能也大有可为。2022年年初,中国石化自主研发生产的碳纤维成功应用于广州地铁18号线“湾区蓝”高速列车,“湾区蓝”成为国内首列车头罩采用轻质高精碳纤维复合材料的地铁列车。北京羽毛球碳纤维材料厂家生活中无处不在的碳纤维。
碳纤维始于白炽灯发光体,日本、英国率先开始PAN基碳纤维研发。1879年爱迪 明了以碳纤维为发光体的白炽灯并于美国取得初步成功,但随后因被钨丝取代而陷入沉寂。20 世纪 50年代,美苏争霸期间,美国为研发大型火箭和人造卫星以及 提升飞机性能,急需新型结构材料和耐烧蚀材料,碳纤维又重新出现在材料科学舞台。20世纪60年代,全球碳纤维行业开始取得技术突破,日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈(PAN)纤维为原料制取碳纤维的方法,并取得了技术 ,为碳纤维工业化发展奠定了基础。20世纪70年代,日本东丽开发出高性能聚丙烯腈基碳纤维。20世纪80年代,以日本东丽和美国赫氏为 的公司,生产出 度和高模量产品,碳纤维拉伸强度提升,使应用开发进入一个新的高水平阶段。20世纪90年代,碳纤维的拉伸强度、模量进一步提升。进入21世纪后,全球碳纤维市场平稳发展,中国奋起直追,逐渐建立起国产 碳纤维产学研用的研发生产与应用体系。
碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈(PAN)基三大种类,其中PAN基碳纤维因其生产工艺简单、成本较低、碳化吸收率较高、力学性能优良等特点,是生产高性能碳纤维 有前途的前驱体,利用其制备的碳纤维综合性能比较好、生产工艺成熟简单、应用 广、产量比较高、品种 多,是目前全球碳纤维市场的主流,产量占全球碳纤维总产量的90%以上。碳纤维的规格常见的有K、T、M三种K-丝束大小K指的是一束碳纤维中有多少根碳纤维单丝。1K指的是一束碳纤维中有1000根单丝,3K指的是一束碳纤维中有3000根单丝,所以这个K,可以把它看成“千”这个单位。常用的有1K、3K、6K、12K。一般而言,1K、3K6K、12K和24K的被称为小丝束;48K、60K、80K、120K及以上的则称为大丝束。碳纤维强如钢铁。一束一米长的T1000级碳纤维,重量大概只有0.5克,却可以承担500公斤左右的拉力。
2022年10月10日,我国较早万吨级48K大丝束碳纤维工程头一套国产线,在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车,并生产出合格产品,产品性能媲美国外同级别产品,质量达到国际先进水平。这标志着中国石化大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化成功走向规模化和关键装备国产化,一举破除我国碳纤维生产和装备受制于人的被动局面,真正实现自主可控。碳纤维筋形似钢筋,是一种可替代钢筋的新型结构材料,采用了特殊拉挤工艺,将碳纤维与树脂结合制成,具有轻质高精、耐腐蚀、抗疲劳等优势。轻盈坚固,碳纤维带领未来。天津龙门吊碳纤维材料厂家
碳纤维和碳纤维复合材料的早期发展涵盖了50年代和60年代。陕西箱包碳纤维布
现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法,所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。制造碳纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%碳纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。陕西箱包碳纤维布