碳纤维强度比钢材大68倍以上,弹性模量比钢材大1.8~2.6倍。而碳纤维的密度为钢材的1/4,即便是制作复合材料,密度也变化不大。碳纤维的热膨胀系数小,热导性好,导热率随温度升高而下降,耐高温和低温性能好,耐骤冷、急热性能好。碳纤维的导电性优良,25℃高模量碳纤维电阻率为7.75×10-2Ω·m,高精度碳纤维为1.5×10-1Ω·m。碳纤维的稳定性好,如耐酸性强,能耐浓盐酸、硫酸的腐蚀和浸渍,还抗辐射,能吸收有毒气体。碳纤维与其他材料相容性好。碳纤维质量较轻,弯曲性好,可加工性好,适用于不同的构件形状。碳纤维设计自由度大,成型较方便,能满足不同产品性能的要求。施工时不需要大型设备,工艺简单,对原结构没有损伤。轻松超越,碳纤维材料助力工业突破。贵州精密自动化设备碳纤维
高精高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。碳纤维的力学性能十分优异,拉伸强度约为2~7GPa,拉伸模量约为200~700GPa,且重量轻,密度约为1.5~2.0g/cm³,只有钢的四分之一。这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有更高的比强度和比模量。除了优异的力学性能外,碳纤维还具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、热膨胀系数低、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等特性。在应用方面,碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料形式。它一般不单独使用,而是作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。这些复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维的这些特性使其成为军民两用新材料,属于技术密集型和航空敏感的关键材料。浙江国产碳纤维应用场景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。
碳纤维可以按照原丝类型、纤维形态、丝束规格、生产工艺、力学性能等标准进行分类,其中常用的三大分类维度是原丝类型、丝束规格和力学性能。按照原丝类型可分为聚丙烯腈(PAN)基、沥青基、粘胶基等;按照丝束规格可分为大、小丝束;按照力学性能可分为标模、中模和高模。用碳纤维做小产品和大产品的难度完全不同。20世纪60年代,碳纤维被美、日等国广泛应用于航空航天领域,发挥了重要的作用,碳纤维及其生产技术也成为了西方国家对我国严格禁运的重要技术。在严峻的环境下,我国科学家并未放弃,大力创新自主研发攻关。中国石化上海石化联合多所高校、科研院所、企业,走出了一条以企业为主体的“产、学、研、用”相结合的协同创新之路,于2018年取得重大突破,成功开发出48K大丝束碳纤维的聚合、纺丝、氧化炭化成套工艺技术,所生产的碳纤维性能优异并实现低成本化。
碳纤维按原丝类型分为4类:聚丙烯腈碳纤维、沥青碳纤维、粘胶碳纤维和酚醛碳纤维。聚丙烯腈碳纤维应用更广、发展更快,产量约占95%,主要用于碳复合材料骨架构件;沥青碳纤维具有高模量、高精度、导电、耐高温等优良特性,用于航天工业的工程材料,产量约占4%;粘胶碳纤维产量约占1%,用于隔热和耐烧蚀材料;酚醛碳纤维处于研究阶段,暂未形成工业化。按形态分为:长丝、短纤维和短切纤维。长丝用于宇航和工业构件中;短纤维用于建筑行业。按力学性能分为:高性能型和通用型。高性能型碳纤维强度为2000MPa、模量为250GPa以上;通用型碳纤维强度为1000MPa、模量为100GPa左右。按行业应用分为:宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维。小丝束为1K、3K、6K(1K为1000根长丝),现在较多的为12K和24K;大丝束为48K以上,直到480K。碳纤维逐渐应用于民用领域,在航空航天、风力发电、建筑工程、轨道交通、体育休闲等领域均得以普遍应用。
碳纤维是一种超硬材料,硬度比普通钢高10倍,仅次于金刚石。碳纤维是由含碳量极高的有机聚合物纤维沿纤维束方向堆积而成。按照碳纤维丝束中的单丝数量,碳纤维又可分为小丝束和大丝束两种。相比小丝束,大丝束的劣势在于,在制作板材等结构时,丝束不宜展开,导致单层厚度增加,不利于结构设计。此外,大丝束碳纤维粘连、断丝等现象更多,这样会使强度、刚度受影响,性能有所降低,性能的分散性也会较大。飞机、航天器一般只用小丝束碳纤维,因此小丝束碳纤维又被称为"宇航级"碳纤维,大丝束碳纤维被称为"工业级"碳纤维。碳纤维材料,工业界的颠覆者。四川汽车尾翼碳纤维适合哪些地方
碳纤维,轻量化时代的领航者。贵州精密自动化设备碳纤维
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。贵州精密自动化设备碳纤维