碳纤维的性能与应用论文

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碳纤维的发展及其应用现状

碳纤维的发展及其应用现状

碳纤维的发展及其应用现状目前,碳纤维工业化产品主要包括PAN基和沥青基,世界上消费高性能碳纤维主要是美国,而生产高性能碳纤维主要是日本,碳纤维已广泛应用于各行各业中。

碳纤维大多应用于复合材料的生产,且广泛应用于各行各业。

论文主要分析了国内外碳纤维发展现状,着重介绍了碳纤维在宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域的应用。

标签:碳纤维;复合材料;领域;应用一、碳纤维的发展现状研究1.国外发展现状1959年日本进藤博士采用PAN奥纶为原材料研究开发基碳纤维,日本大谷教授利用煤焦、石油炼制过程中的副产品(沥青)研究成功开发了沥青基碳纤维。

1965年,粘胶纤维基碳纤维是由美国的UCC公司开发成功的,主要材料是粘胶纤维。

于20世纪70年代初就开始生产碳纤维,主要应用于火箭喷嘴,其能有效防止热气流传。

1971年至1983年,日本东邦人造丝公司、东丽公司等对碳纤维研究比较早,在此期间已经能进行大批量的生产,主要用于体育器具,欧美则用于航空和航天工业。

1980年前,波音公司首次将碳纤维使用在757飞机上,1985年-1990年,欧美主要对复合材料产品性能和深加工技术进行了研究。

国外利用电磁辐射等离子技术由碳纤维原丝来生产碳纤维;并把纳米技术应用于碳纤维上,研制出纳米碳纤维,超高模量的沥青碳纤维长丝发展迅速。

2.国内发展状况20世纪70年代中期,我国开始研究碳纤维,经过多年的发展,碳纤维在研发领域上取得了很大的成就,但总的来说,国内碳纤维的研制与生产水平还较低。

吉林省长春应用化学研究所于1960年代初,开始对PAN基碳纤维进行研究,并先后完成了连续化中试装置。

上海合成纤维研究所等单位也开始研究,于1980年通过了中试。

总之,我国在碳纤维领域的研究方面起步晚、发展也缓慢。

二、碳纤维的应用状况研究1.宇航领域碳纤维重量很轻,但其尺寸稳定性,刚性和导热性能均很好,最初的高模量碳纤维广泛在人造卫星技术当中使用。

碳纤维材料在桥梁加固的应用[论文]

碳纤维材料在桥梁加固的应用[论文]

浅谈碳纤维材料在桥梁加固的应用摘要:本文结合g325广南线那蒙大桥和x021蒲董线炳岭桥维修加固工程实例,对碳纤维材料在桥梁加固的应用谈一些看法。

关键词:碳纤维材料桥梁加固应用碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化,有着优异的力学性能。

用其加固补强混凝土结构施工简单便捷,在桥梁维修加固中得到广泛的应用。

一、碳纤维材料特性碳纤维增强塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的,其力学特点是应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。

碳纤维材料具有优异的物理力学性能。

加固混凝土构件所用的碳纤维布,是由碳纤维长丝经编织而制成的柔软片材。

碳纤维布在编织时,将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺,用极少的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织连接在一起,形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。

碳纤维布的抗拉强度标准值应大于3000mpa,弹性模量大于2.1×l05mpa.综合材料的物理、力学特性分析,要想最大限度地发挥材料自身的优势,适宜将c(rp材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件,特别适用于纯受拉构件,工程实践也证明了这一点。

目前,用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉应力,约束裂缝的开展。

二、在桥梁加固工程的应用1、工程概况g325广南线那蒙大桥旧桥为t形钢筋混凝土梁桥,大桥全长240.40m,桥面宽为12.50m,该桥上构为10*22.20m(钢筋混凝土t 梁)+10.00m(空心板梁),支座为板式橡胶支座。

下部结构采用双柱式墩,重力式桥台和双柱式桥墩。

伸缩缝为异型钢伸缩缝,栏杆为钢筋混凝土栏杆。

(1)病害特征:t型梁腹板底面横向裂缝、腹板侧面竖向裂缝、斜向裂缝;底部钢筋锈蚀,混凝土保护层开裂剥落。

(2)病害成因剖析:①t梁裂缝主要由外荷载引起的结构性(受力裂缝)。

②底部钢筋锈蚀,混凝土保护层开裂剥落主要是由于砼施工质量造成的,砼破坏处显示砼粗集料为卵石且质量欠佳导致砼与钢筋粘结不够密实。

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文

碳纤维复合材料论文标题:碳纤维复合材料:制备、性能与应用摘要:碳纤维复合材料是一种重要的先进材料,在航空航天、汽车制造、体育器材以及其他领域具有广泛的应用前景。

本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及其在不同领域的应用研究,旨在为碳纤维复合材料的研究和应用提供一定的参考。

1.引言随着科技的进步和产品性能需求的提高,新型材料的研究和应用成为一个重要的研究方向。

碳纤维复合材料以其高强度、低密度、优异的机械性能和化学稳定性等特点,受到了广泛关注。

2.碳纤维复合材料的制备方法2.1碳纤维的制备工艺2.2树脂基体的制备方法2.3复合材料的制备工艺2.4其他制备方法的研究进展3.碳纤维复合材料的性能特点3.1机械性能3.2热性能3.3电性能3.4耐腐蚀性能4.碳纤维复合材料在航空航天领域的应用4.1飞机结构件4.2发动机部件4.3航空航天用复合材料板5.碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用5.1车身材料5.2引擎附件5.3车内装饰材料6.碳纤维复合材料在体育器材领域的应用6.1网球拍6.2高尔夫球杆6.3自行车车架7.碳纤维复合材料的未来发展趋势对碳纤维复合材料未来的发展趋势进行展望,并提出了一些研究方向和应用前景。

包括在材料性能的进一步提高、制备工艺的优化、成本的降低等方面。

结论:碳纤维复合材料以其出色的性能和广泛的应用领域,成为了当今研究热点。

本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及在航空航天、汽车制造和体育器材等领域的应用情况,并对其未来的发展趋势进行了展望。

碳纤维复合材料在各个领域的应用前景广阔,值得进一步深入研究和应用。

碳纤维布在高层混疑土墙-柱加固中应用论文

碳纤维布在高层混疑土墙-柱加固中应用论文

碳纤维布在高层混疑土墙\柱加固中应用摘要:碳纤维布加固混疑土结构具有不破坏原结构,施工方法简便,加固后能使结构满足设计要求等优点,本文重点介绍碳纤维布加固混疑土墙、柱的设计计算及施工工艺。

关键词: 碳纤维布加固剪力墙、柱设计计算abstract: a mix of carbon fibre reinforced soil structure has not damage the structure, construction method is simple, strengthened structure can meet the design requirements and other advantages, this article introduced a mix of carbon fibre reinforced wall, design and calculation of the column and the construction technology.keywords: of carbon fibre reinforced shear wall, column design calculation中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:本工程为23层框架剪力墙结构,裙房柱截面尺寸为400x500,主楼柱截面尺寸为400x550, 主楼剪力墙厚250.施工时采用商品混疑土浇注,当主体施工到二层楼面时,发现一层部分墙、柱砼浇捣错误,其砼强度低于设计值,随后对整层每片墙、每根柱砼强度进行现场强度回弹强度检测,回弹结果表明:主楼部分有六柱及一片墙砼强度仅为c27左右(为计强度的67.5%),五根柱二片墙强度仅为c32左右(为原设计强度的80%),群房部分柱砼强度虽未达到设计要求,经过验算可满足设计要求,无须加固,故本工程仅对主楼部有分缺陷的墙、柱进行加固处理。

1 加固方案的确定1.1 外保碳纤维布加固,对砼强度等级达到c32左右的墙、柱采用外包碳纤维布来提高抗压强度,以达到设计要求。

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文

碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文摘要:对拟补强加固构件的混凝土表面及其处理方法,基底树脂的涂敷,碳纤维布的粘贴、养护、表面整饰等进行充分研究和设计,并对使用材料、配套树脂、机具等做好准备工作。

一、应用碳纤维布加固钢筋混凝土柱的技术特点第一,碳纤维布加固框架柱,是用纤维布缠绕柱体,使混凝土处于三向受力状态。

由于碳纤维布极高的抗拉强度以及和混凝土较好的粘结性能,使得碳纤维布有效约束混凝土,从而使其承载能力和延性有较大提高。

有试验表明:有缺陷的柱通过碳纤维布环箍作用,其抗压强度可以达到相同等级混凝土的1.4倍。

第二,碳纤维布是一种厚度小、自重轻、柔韧性好的材料,它具有极高的抗疲劳性、抗徐变、抗酸碱、抗高温的特性,所以用来加固混凝土柱可以满足抗弯、抗压和抗震的要求,并且还不会增大柱子的截面。

第三,这种加固方法有不破坏原结构、施工简便的优点,加固完成后,结构在使用过程中无需再投入维护费用,使用寿命长。

二、应用碳纤维布增强钢筋混凝土柱延性的方法采用倒T形,柱子的水平力加荷点位于柱子反弯点处,首先施加轴力至给定值;随后,保持轴力值不变,循环加卸水平力。

水平力加载方案为:试件屈服前用水平荷载来控制,分级加载至试件屈服,并记录试件屈服位移△;试件屈服后,以屈服位移△,为增量反复循环,不断增大试件位移,直至试件水平荷载下降至峰值荷载的85%为止。

钢筋混凝土柱经横向包裹碳纤维布加固后,其变形性能得到了显著改善,位移延性比明显提高。

通过对试验结果的分析,可以发现影响延性系数大小的因素主要有:碳纤维布用量、轴压比、剪跨比、混凝土强度等。

基本规律为:加固柱延性的提高程度是随着碳纤维布用量的增长而增大的;构件轴压比较小时加固效果较好;剪跨比较小时,使用碳纤维布可以提高短柱的抗剪承载力,转变破坏形态,改善短柱的变形性能;构件的混凝土强度较低时加固效果较好。

以上研究表明,采用碳纤维布加固钢筋混凝土方柱时,对柱子转角部位进行倒圆角处理可以提高加固柱的延性,规律为:随着角部圆弧半径的增大,加固柱的延性提高幅度也随之增大。

碳纤维前景及应用论文

碳纤维前景及应用论文

碳纤维前景及应用论文碳纤维是一种高性能纤维材料,具有轻质、高强度、高模量、耐腐蚀和耐疲劳等优良特性,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑工程等领域。

随着全球工业化进程的不断推进,碳纤维的需求量也在逐步增加,其未来发展前景十分广阔。

碳纤维的应用领域十分广泛。

在航空航天领域,碳纤维被用于制造飞机的机身、机翼、舵面等部件,能够大幅减轻飞机的整体重量,提高机动性和燃油效率。

在汽车领域,碳纤维被广泛应用于高性能跑车、电动车等车辆的车身、悬挂系统、内饰等组件,能够提高车辆的性能和安全性。

在体育器材领域,碳纤维被用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车等器材,提高了产品的性能和使用寿命。

同时,在建筑工程领域,碳纤维也被广泛应用于桥梁、建筑结构、地基处理等方面,能够提高建筑物的抗震性和耐久性。

碳纤维的未来发展前景也备受瞩目。

首先,随着科技的不断进步,碳纤维的生产工艺和技术不断提升,能够生产出更加优质的碳纤维材料,提高了其性能和稳定性。

其次,随着人们对于节能减排和资源循环利用的重视,碳纤维作为一种轻质高强度材料,能够有效减轻产品的整体重量,降低能源消耗和环境污染。

同时,碳纤维材料还可以实现回收利用,提高了资源的可持续利用性。

此外,碳纤维的市场需求量也在不断增加,随着新兴产业的不断涌现,碳纤维的应用领域也将不断扩大。

然而,碳纤维在应用过程中还面临一些挑战和问题。

首先,碳纤维的生产成本较高,限制了其在一些领域的大规模应用。

其次,碳纤维的回收利用技术还不够成熟,难以实现资源的循环利用。

同时,碳纤维的制造过程对环境造成了一定的污染,需要更加环保的生产工艺。

另外,碳纤维的安全性以及其与其他材料的复合性也需要更多的研究和改进。

综上所述,碳纤维作为一种高性能的纤维材料,具有广泛的应用前景和发展空间。

随着工业化进程的不断推进和科技的不断发展,碳纤维的生产工艺和技术将不断完善,其应用领域将不断扩大。

同时,我们也需要进一步加大对碳纤维材料的研究力度,解决其在生产、应用过程中存在的问题,推动碳纤维材料行业的可持续发展。

碳纤维加固材料

碳纤维加固材料

碳纤维加固材料碳纤维加固材料是一种新型的复合材料,由碳纤维和树脂基体组成。

它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点,被广泛应用于建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域。

本文将就碳纤维加固材料的特点、应用、施工工艺等方面进行介绍。

碳纤维加固材料的特点。

首先,碳纤维加固材料具有极高的强度和刚度,比钢铁还要轻。

其拉伸强度是钢的几倍,可以有效提高结构的承载能力,延长使用寿命。

其次,碳纤维加固材料具有优异的耐腐蚀性能,不易受到化学腐蚀和电化学腐蚀的影响,适用于恶劣环境下的工程结构加固。

再次,碳纤维加固材料具有良好的疲劳性能和耐久性,能够有效延长结构的使用寿命,减少维护成本。

最后,碳纤维加固材料具有优良的抗震性能,能够有效提高结构的抗震能力,提高结构的安全性。

碳纤维加固材料的应用。

碳纤维加固材料在建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域有着广泛的应用。

在建筑结构中,碳纤维加固材料可以用于加固梁、柱、板、墙等部位,提高结构的承载能力和抗震性能。

在桥梁和道路工程中,碳纤维加固材料可以用于加固桥梁、修补路面,延长桥梁和道路的使用寿命。

在船舶和飞机制造中,碳纤维加固材料可以用于制造船体、机翼等部件,减轻重量,提高速度和燃油效率。

碳纤维加固材料的施工工艺。

碳纤维加固材料的施工工艺主要包括表面处理、粘结层施工、碳纤维布铺贴、浸渍、固化等步骤。

在进行施工前,需要对结构表面进行清理、修补、打磨等处理,以保证粘结层的附着力。

然后在表面涂覆粘结层,将碳纤维布铺贴在需要加固的部位,并进行浸渍,使树脂充分渗透到碳纤维布中。

最后进行固化,使碳纤维加固材料与结构形成一体化。

总结。

碳纤维加固材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点,被广泛应用于建筑结构、桥梁、道路、船舶、飞机等领域。

其施工工艺简单,可以有效提高结构的承载能力和抗震性能,延长使用寿命,减少维护成本。

因此,碳纤维加固材料在工程领域有着广阔的发展前景,将会成为未来工程结构加固的重要材料之一。

有关碳纤维在桥梁加固中应用论文

有关碳纤维在桥梁加固中应用论文

有关碳纤维在桥梁加固中的应用探讨摘要:文章首先分析了碳纤维的加固机理和应用优点,接着探讨了其在桥梁加固中的施工工艺。

关键词:碳纤维布桥梁加固粘贴胶0 引言我国在过去几十年修建了大量桥梁,许多设计载荷较低,而且大部分仍在服役,随着行车密度和车辆载荷的增加,许多混凝土桥梁出现了不同程度的开裂现象,影响了桥梁的结构安全,降低了桥梁的使用寿命,甚至威胁到了人民的生命财产安全。

由于桥梁建造费用高昂,要想将这些桥梁全部拆除重建,显然是不现实的,因此,有必要采取一定的措施对它们进行加固处理。

碳纤维加固就是一种理想的桥梁加固技术,在桥梁加固中应用比较成熟。

下面笔者将简要探讨碳纤维在桥梁加固中的应用。

1 碳纤维加固机理和技术特点1.1 碳纤维加固的机理碳纤维布沿纤维方向具有很高的强度,它是一种正交异性材料,在单向加固情况下,通常沿加固混凝土梁体的纵向布置碳纤维布的主拉应力方向,这就与受力钢筋方向一致,碳纤维布粘贴在梁底受拉区,其作用与受拉钢筋作用相当。

碳纤维布和混凝土加固构件通过粘结层传递剪应力和粘结正应力,以达到共同工作的目的。

1.2 碳纤维加固法的优点①不增加恒载及断面尺寸。

碳纤维布的质量轻,设计厚度较薄,对整个结构重量及桥下净空的影响可忽略不计。

并且可根据要求将碳纤维布在一个部位重叠粘贴,达到补强的要求。

②可适应不同构件形状,成型方便。

碳纤维布的随型性极强,可任意对桥梁的斜、弯、坡及异型结构进行补强,从而降低施工难度,缩短施工工期,减少施工成本,这是其它加固方法无法比拟的。

③施工简便。

碳纤维布加固方法工艺简便,无需大型设备、模板及支撑,施工时所需工作面小,不受空间限制,操作起来简单易行,当主梁内部的作业空间受到限制时,这种加固方法是最佳的选择。

④采用碳纤维加固补强,无需钻孔及开凿,不会对原结构造成二次损害。

⑤能有效地封闭混凝土的裂缝。

⑥碳纤维布具有优良的耐化学腐蚀性,在不利环境下的寿命也较长。

⑦不影响结构的外观。

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碳纤维的性能与应用系别:食品化工系专业纺织品检验与贸易班级:级纺检学生姓名:指导教师:完成日期:碳纤维的性能与应用第1页共19 页河南质量工程职业学院毕业设计(论文)任务书碳纤维的性能与应用第2页共19 页目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)1 碳纤维的定义及其分类 (6)1.1 什么是碳纤维 (6)1.2 分类 (6)2 碳纤维的制造 (6)3 碳纤维的性能 (7)3.1 碳纤维的优良特性 (7)3.1.1 在纤维轴向方向显示高抗拉强度和高弹性模量 (7)3.1.2 密度小 (7)3.1.3 纤维细 (7)3.1.4 不生锈、耐腐蚀 (7)3.1.5 即耐低温,又耐高温 (7)3.1.6 耐温度骤变,热膨胀系数小 (8)3.1.7 常温下导热性能良好,高温下导热性能低 (8)3.1.8 突出的导电性能 (8)3.1.9 优良的吸附性能 (8)3.1.10 具有耐辐射,能反射中子等特性 (9)3.2 碳纤维的缺点 (9)3.2.1 比较脆,怕受压和剪切 (9)3.2.2 抗氧化性差 (9)3.2.3 破坏前无预报 (9)4 碳纤维的应用 (10)4.1 碳丝 (10)4.2 碳纤维毡和碳素短纤维 (10)4.3 碳纤维织物 (10)4.4 活性炭碳纤维 (10)5 碳纤维的发展前景 (10)6结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)碳纤维的性能与应用摘要碳纤维是一种新型材料,本文主要阐述了碳纤维的分类、生产制造等,碳纤维的高强度、高模量、耐高温等主要特性,及在各行业中的应用,并对其近年来的市场前景的展望,使人们对其有一定的了解。

(可以说的详细些,让别人看了摘要就知道你本篇论文写了那些东西)关键词:新型碳纤维应用第3页共19 页碳纤维的性能与应用AbstractCarbon fiber is a new type of material, this paper describes the high-strength carbon fiber, high modulus, high temperature and other major features, and in the industry, and in recent years, the market outlook is for people to have their A certain degree of understanding.Key words: New Carbon Fiber Apply第4页共19 页碳纤维的性能与应用绪论1897年爱迪生通过纤维素的炭化,在不破坏纤维素结构的情况下,第一次制造出碳丝,并把其用作电灯泡的炽热灯丝。

由于碳纤维有一定的缺点,限于当时技术条件的限制,未能制造出体现碳纤维更多优良特性的产品,至使碳纤维冷落一时。

碳纤维的研制并实现工业化生产,始于,20世纪50年代,1996年全世界碳纤维总产量一达到1700t。

其中聚丙烯氰基纤维占85%,其余是沥青基纤维,由于聚丙烯氰基纤维作原料,其生产工艺比较简单,产品力学性能优良,因此得到了大力发展;沥青基纤维由于原料丰富,价格便宜,在民用工业方面获得很好的推广使用。

第5页共19 页碳纤维的性能与应用1 碳纤维的定义及其分类1.1 什么是碳纤维碳纤维(carbon fibre)是指纤维的化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维。

是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型的纤维状的碳材料,它是用一些含碳的有机纤维,如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等做原料,将这些有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在惰性气氛中,在一定的压强下加强热碳化而成。

它具有高强轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等诸多优点。

碳纤维是一种具有导电性、强度大、密度小,耐腐蚀、耐高温的新型材料1.2 分类按制作原料分:1、纤维素基(人造丝基)2、聚丙烯氰基3、沥青基(各向同性、各向导性中间相)按制造方法和条件分:1、碳纤维(炭化温度在800~1600℃时得到的碳纤维)2、石墨纤维(炭化温度在2000~3000℃时得到的碳纤维)3、活性炭纤维4、气象生长纤维按性能分:1、一般型(GP,在通电部件、耐热隔热体、滑动部分、耐腐蚀材料等领域使用一般型。

)2、高性能型(HP,其中高性能型分为高强型及高模型,通常大多数应用领域使用高性能型)在通电部件、耐热隔热体、滑动部分、耐腐蚀材料等领域使用一般型。

按状态分:1、长丝、2、短纤维3、短切纤维把格式调整齐。

2 碳纤维的制造碳纤维是不能用碳作原料制造的,工业上制造碳纤维是以有机纤维作原料,在没有氧气的情况下经过高温处理转化而形成的。

通常用以下几种方法制得。

2.1用纤维素制造碳纤维,一般是以人造丝做原料。

2.2用聚丙烯氰纤维制造碳纤维,以纯粹的丙烯氰聚合而成,再经过特殊工艺得到连续纤维作原料。

第6页共19 页碳纤维的性能与应用3 碳纤维的性能3.1 碳纤维的优良特性3.1.1 在纤维轴向方向显示高抗拉强度和高弹性模量强度和弹性模量是衡量材料坚固程度的两个重要的力学指标。

高强度的碳纤维的抗拉强度可达到3000—4000Mpa要比钢大4倍多。

3.1.2 密度小碳纤维密度只比一般塑料大一点。

碳纤维的密度是铝合金的1/2,还不到钢铁的1/4,由于碳纤维的比强度和比弹性模量特别高,所以对那些要求全面减轻自重的物体,如宇航用品、交通用品、体育比赛用品就有更大的意义。

(比强度比钢铁大16倍,比铝合金大12倍。

)3.1.3 纤维细碳纤维的外表很平凡,粗看起来像人的头发,但比人的头发要细的多,将几十根碳纤维合在一起才与人的头发一样粗细,碳纤维的线密度可达0.05tex。

3.1.4 不生锈、耐腐蚀碳纤维不生锈,耐腐蚀,其耐腐蚀性能远优于不锈钢。

除了质量分数大于75%的硝酸和硫酸外,盐酸、硝酸、硫酸和一些有机溶剂腐蚀不了碳纤维。

把碳纤维放在一些酸液中,200d后测量其弹性模量、强度和直径的变化,发现在质量分数为50%的盐酸、硫酸和磷酸中,没有明显变化。

在质量分数为50%的硝酸中只是稍有膨胀。

再“王水”中碳纤维性能不变。

3.1.5 即耐低温,又耐高温在-180℃的低温下,许多材料都变的佷脆,连平时很坚固的钢铁也会变得比普通玻璃还易破碎。

而石墨纤维布在这么低的温度下却依旧很柔软。

在3000—4000℃的高温下,绝大多数的耐火材料都会立即融化,但是在没有氧气的情况下,碳纤维在这样的高温下也是巍然不动。

一般材料的强度随着温度的升高都要大幅度降低,但碳材料却是唯一的一种在高温下随着温度升高而强度增大的材料。

理论上,随着温度的升高,在2500℃时,碳纤维的强度不仅不降低反而比室温的强度还要提高一倍。

然而在现有的实际操作下,碳纤维随着温度升高而强度并不增加。

但在第7页共19 页碳纤维的性能与应用2000℃以上的高温下,碳纤维的强度和弹性模量却仍能基本保持。

因此,碳纤维的耐高温性能还是远远超过了一般材料,碳纤维的升华温度高达3650℃.3.1.6 耐温度骤变,热膨胀系数小一般材料都有热胀冷缩现象,物理学上用线膨胀系数表示材料在每升高1℃后长度变化的大小,线膨胀系数越大,热胀冷缩现象愈明显。

碳纤维的耐骤冷骤热性能很好,其制品即使从3000℃的高温一下子猛降到室温也不会炸裂。

因为它的线膨胀系数很低。

碳纤维受到温度变化时,它的长度方向上不是热胀冷缩,而是热缩冷张,他的膨胀系数是个负数。

因此碳纤维及其和某些塑料、金属做成的复合材料,可以用来制造精密仪器、精密量具和精密机车零件,即使在温度变化较大的环境中使用,它们也还能保持高度的精确性。

3.1.7 常温下导热性能良好,高温下导热性能低导热性是材料传导热量能力大小的一个物理性能指标。

碳纤维在常温下,导热性能较好,但它随着温度的变化而变化。

随着温度的升高,碳纤维的导热性逐渐变低,在2000℃以上的高温下,它的导热性要比在常温时低五、六倍。

同时碳纤维的高温导热性能比其他材料也要低得多。

因此,碳纤维是一种很好的高温隔热材料,可以用于火箭、真空电炉外壳。

3.1.8 突出的导电性能电池中的碳棒,各种各样的石墨电极都是很好的导电体,碳纤维的材质同它们一样,只是比它们细的多罢了。

碳纤维由于是纤细的纤维结构,所以它的材质又与织物的性质有联系,碳纤维制成的碳线、碳布具有柔软性,可以做成柔软的“电阻丝”,用在一些特殊的环境中,它们的电阻值可以通过制造过程中控制碳化温度来调节。

所以电阻值能调节的很高,使需要的电流相当微小,有利于接线的设计。

同时,这种柔软的电阻丝在运行中不会变脆,不会产生局部过热,是一种电阻加热最有前途的新材料。

3.1.9 优良的吸附性能用多孔的原料纤维制得的碳纤维,或普通碳纤维在蒸汽气流中加热到800℃处理后得到碳纤维,都具有比其他材料优异的吸附性能。

这种材料具有巨大的表面积,而且表面上的碳原子处于“活化”状态,很容易与其他化学物质结合。

这种多孔活性炭碳纤维与目前工业上广泛应用的吸附材料——颗粒活性炭相比较,无论从通气、透水性吸附能力和吸附速度等性能方面,都远远超过了颗粒活性炭。

他的通气阻力仅为后者的1/5~1/2,吸附有机溶剂、硫的氧化物和氮的氧化物等有害气体的能力为后者的1.5~2倍多。

多孔碳纤维在粉末状和颗粒状活性炭未能发挥作用的地方,如在造纸厂和石油化工厂净化等方面,可以得到广泛的应用,特别是对硫醇的吸附量可以提高到40~50倍。

这样,一张5mm厚的多孔碳纤维纸就能起到20-100mm厚的颗粒状活性炭的作用。

而且,活性炭纤维对质量分数低于10×10-6的痕量污染物也具有很大的吸附能力。

其表现为:一是吸附速度快。

把活性炭和活性炭碳纤维做成同样后的吸附层,若以出口质量分数达10第8页共19 页碳纤维的性能与应用×10-6作为穿透的话,那么粒状活性炭的吸附层几分钟就穿透了,而活性炭碳纤维的吸附层可达100min。

二是脱吸附速度快。

对某些气态物质,6d内活性炭碳纤维可以在20min 内完全去除,而活性炭在40min内才能脱去50%。

这种多孔活性炭碳纤维可以制成丝线、织品和毡,所以使用起来特别方便。

此外,由于这种材料的耐热性和耐化学腐蚀性能良好,因此在吸附量饱和后,只要溶剂和药剂把它洗净后即可反复使用。

一般经过20次再生处理后,其性能仍能保持不变。

所以这也是一种高效、耐用的新型吸附材料。

3.1.10 具有耐辐射,能反射中子等特性3.2 碳纤维的缺点3.2.1 比较脆,怕受压和剪切碳纤维随能承受大的轴向拉力,但比较脆。

碳纤维受力或受到与纤维轴向成斜角的切力时,它并不比其他材料表现得更好,碳纤维尤其害怕“打结”、“急拐弯”,一束碳纤维很难被拉断,但只要打个环扣,轻轻一拉就断。

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