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20世紀(jì)70年代末期,國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)曾對(duì)炭纖維的分類(lèi)和命名作了規(guī)定。首先用PAN(聚丙烯腈),MP(中間相瀝青)及VS(黏膠)表示碳纖維的類(lèi)別,再以小寫(xiě)英文字母表示熱處理溫度如lht(表示熱處理溫度,低于1400℃),hht(熱處理溫度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符號(hào)(如HT表示**、HM高模、SHT超**、HTHS**高應(yīng)變、IM中模及UHM超高模等)。同時(shí)指出,聚丙烯腈基,黏膠基及普通型瀝青基碳纖維均屬難石墨化的聚合物炭,而中間相瀝青基炭纖維及氣相生長(zhǎng)的碳纖維是易石墨化碳。每年都會(huì)進(jìn)行產(chǎn)品的博覽會(huì)。如東進(jìn)口碳纖維填料
隨著復(fù)合材料的不斷開(kāi)發(fā),除了玻璃纖維增強(qiáng)塑料之外,又出現(xiàn)了碳纖維增強(qiáng)塑料、硼纖維增強(qiáng)塑料等。碳纖維是用粘膠絲、聚丙烯腈纖維和瀝青絲等為原料,在300~1000℃下碳化而成的。碳纖維的直徑極細(xì),有7微米左右,但它的強(qiáng)度卻異常的高。碳纖維增強(qiáng)塑料在飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、宇宙航行方面的應(yīng)用已越來(lái)越***。它首先被用于飛機(jī)制造上,可減輕飛機(jī)的自重,提高飛行效率。用碳纖維增強(qiáng)塑料代替鋁合金或鈦合金,可使飛機(jī)的總重量減輕15%,如果使用等量的燃料,飛機(jī)能增加飛行距離10%,上升率增加10%,起飛時(shí)跑道可縮短15%。耐高溫碳纖維填料商家并且由于碳纖維之間相互接觸所以能夠存儲(chǔ)大量的污泥。
因此,設(shè)計(jì)玻璃鋼零件時(shí),其允許承載應(yīng)力不超過(guò)極限應(yīng)力的60%。而碳纖維則因彈性模量大,設(shè)計(jì)時(shí)可以允許在極限應(yīng)力條件下使用。另外,在高溫老化試驗(yàn)中,碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的強(qiáng)度損失也比玻璃鋼小。因此,碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料可以制作宇宙飛行器的外層材料,人造衛(wèi)星和火箭的機(jī)架、殼體、天線構(gòu)架。在機(jī)械工業(yè)中,碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料用作承載零件(如連桿)和耐磨零件(如活塞、密封圈)以及像齒輪、軸承等承載耐磨零件。它還用作有抗腐蝕要求的化工機(jī)械零件,如容器、管道、泵等。但這類(lèi)材料不足之處是,碳纖維與樹(shù)脂的黏結(jié)力不夠大,各向異性程度較高,耐高溫性能差等
主要優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度/剛度的輕微增長(zhǎng)這直接使零件強(qiáng)度更大、剛性更強(qiáng)。提升熱穩(wěn)定性碳纖維的熱膨脹系數(shù)低,有助于減少打印過(guò)程中的翹曲。此外,這還有助于防止打印零件在高溫環(huán)境下變形的情況。更高的打印零件精度機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性均得到提高,這意味著,采用碳纖維填充的零件相比未填充的零件來(lái)說(shuō),尺寸精度更高。連續(xù)碳纖維是采用熱塑性涂層的長(zhǎng)碳纖維束。然后,使用CFR過(guò)程將這些纖維束鋪設(shè)到熱塑性FFF 零件中。在此過(guò)程中,通過(guò)加熱的噴嘴擠出材料,將熱塑性涂層熱熔合到零件上。在3D打印零件的每一層中,纖維可以按照各種2D方向放置??梢苑奖愕某殡x插入,形成不同的造型,便于填料布局。
)強(qiáng)度高,彈性好:碳纖維的比強(qiáng)度(即抗拉強(qiáng)度與密度的比值)是鋼的6倍,是鋁的17倍;比模量(即楊氏模量與密度的比值,是物體彈性好壞的一個(gè)標(biāo)志)是鋼或鋁的3倍以上。比強(qiáng)度高,就能承受較大的工作負(fù)荷,其最大工作壓力可用到350公斤/厘米2。此外,它的壓縮率和回彈性均比純F-4及其編織物要大。(2)耐疲勞和耐磨性好:它的耐疲勞特性,比環(huán)氧樹(shù)脂高得多,也比金屬材料高;石墨纖維具有自潤(rùn)滑性,摩擦系數(shù)很小,其磨損量比一般石棉制品或F-4編織物小5~10倍。(3)導(dǎo)熱和耐熱性能好:碳纖維增強(qiáng)塑料導(dǎo)熱性好,摩擦產(chǎn)生的熱量容易散發(fā)出去,內(nèi)部不易過(guò)熱和蓄熱,可以作為動(dòng)密封材料。在空氣中,它可以在-120~350℃的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。隨著碳纖維中堿金屬含量的減少,使用溫度還有可能進(jìn)一步提高;在惰性氣體中,它適應(yīng)溫度可達(dá)到2000℃左右,而且能經(jīng)受冷熱的急劇變化。在全球已有數(shù)百座大小各異的污水處理廠采用BAF技術(shù)處理污水。如東進(jìn)口碳纖維填料
會(huì)第某一時(shí)間進(jìn)行處理和回答客戶(hù)的要求。如東進(jìn)口碳纖維填料
現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅(qū)纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見(jiàn)表。制造碳纖維用的原纖維名 稱(chēng)化學(xué)組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩(wěn)定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學(xué)處理),碳化(400~1400℃,氮?dú)猓┖褪?800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復(fù)合材料基質(zhì)的粘接性能需進(jìn)行表面處理、上漿、干燥等工序。如東進(jìn)口碳纖維填料
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