1、碳纖維介紹：碳纖維是一種纖維狀碳材料，它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。

用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧，而且消耗動(dòng)力少，推力大，噪音?。挥锰祭w維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度；用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可節(jié)約大量的燃料。

目前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大部分都是用PAN的固相碳化制得的。其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化：在空氣中加熱，維持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的為使PAN的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時(shí)不熔不燃而保持纖維狀態(tài)。B碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，維持?jǐn)?shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維。C石墨化：再在惰性氣氛加熱至2000-3000度，維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。 碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長(zhǎng)的纖維的克數(shù)），一般僅約為19克；拉力高達(dá)300KG/MM2；還有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優(yōu)異性能。 目前，碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料來應(yīng)用。這種增強(qiáng)塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)越，用途非常廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等重要材料；制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)；制造耐腐蝕化工設(shè)備等。 羽毛球：現(xiàn)在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成。碳纖維含碳量高于90％的無機(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PAN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 。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％。用量較大的是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。

碳纖維目前在替代采暖材料核心發(fā)熱體上也有新的貢獻(xiàn)，國(guó)外，在很多節(jié)能采暖設(shè)備的核心發(fā)熱體上已經(jīng)由以前普遍采用的金屬材料逐步升級(jí)到碳纖維材料，碳纖維材料在采暖方面的應(yīng)用主要考慮利用了材料的耐腐蝕，耐氧化（金屬容易氧化造成局部擊穿），高穩(wěn)定性，壽命更長(zhǎng)（很多產(chǎn)品在300攝氏度下普遍能夠達(dá)到穩(wěn)定工作100000小時(shí)的時(shí)間），熱轉(zhuǎn)換率高（97％以上）等特點(diǎn)。由于我國(guó)在碳纖維材料生產(chǎn)研發(fā)方面相對(duì)還處在落后的境況，高質(zhì)量的碳纖維材料還是依靠日韓進(jìn)口，所以價(jià)格居高不下，但隨著國(guó)內(nèi)合資、合作形式的出現(xiàn)，以碳纖維為核心技術(shù)的產(chǎn)品卻已經(jīng)走入了尋常消費(fèi)者的家中。

碳纖維產(chǎn)品在采暖方面的應(yīng)用分了不少形式，比如短纖，短切纖維通常用在如“碳晶”“地暖膜”等采暖產(chǎn)品上，石墨類產(chǎn)品在早起的采暖膜中應(yīng)用比較廣泛，膜類產(chǎn)品除了在采暖上有所應(yīng)用，在熱水器，工業(yè)設(shè)備恒溫環(huán)境保障方面應(yīng)用也是十分廣泛。

碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為PAN基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN基碳纖維（高強(qiáng)度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。

2、碳纖維材料與其他加固材料對(duì)比

（1）抗拉強(qiáng)度：碳纖維的抗拉強(qiáng)度約為鋼材的10倍。

（2）彈性模量：碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

（3） 疲勞強(qiáng)度：碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)綱絲。金屬材料在交變應(yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強(qiáng)度的30%～40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴(kuò)展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強(qiáng)度的70%～80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。

（4）重量：約為鋼材的五分之一。

（5）與碳纖維板的比較：碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面，而板材更適用于規(guī)則構(gòu)件表面。此外，由于粘貼板材時(shí)底層樹脂的用量比片材多、厚度大，與混凝土界面的粘接強(qiáng)度不如片材。

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