碳纖維的復(fù)合材料有哪些應(yīng)用

　　普通碳-石墨制品的脆性，是碳素材料(Material)的最大弱點(diǎn)。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維復(fù)合材料此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。碳纖維手機(jī)殼是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。多年來人們?yōu)樘岣咛妓刂破返目蓳闲院蜋C(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行了廣泛深入的研究。從20世紀(jì)60年代初期開始發(fā)展起來的碳纖維及其復(fù)合材料(Material)，由于具有很高的比強(qiáng)度、比剛度等優(yōu)異特性，在工程(Engineering)應(yīng)用上越來越受到重視。

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  　　碳纖維系采用天然纖維或人造纖維在一定條件下經(jīng)加工和碳化而成。碳纖維手機(jī)殼是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維手機(jī)殼外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。如果用來制造復(fù)合材料(Material)，則碳纖維還要經(jīng)過一系列表面處理(chǔ lǐ)。由于聚丙烯腈合成纖維含碳量高，工業(yè)上普遍用它作原料。原料絲首先利用一般紡織機(jī)械將纖維絲束整成卷，或拉成無緯布。為了提高碳纖維的強(qiáng)度和彈性模量，常常在碳化之前先經(jīng)預(yù)氧化，預(yù)氧化是在預(yù)氧化爐中于210-230℃高溫下進(jìn)行的。預(yù)氧化可以加速聚丙烯腈分子形成環(huán)鏈的芳香結(jié)構(gòu)，使分子間牢固地結(jié)合在共同。然后在非氧化性氣紙中于1000-1100℃的高溫下進(jìn)行碳化，如果最終希望得到石墨化纖維，則需進(jìn)一步在2500-3000℃下經(jīng)過石墨化處理(chǔ lǐ)。   　　碳纖維與普通碳-石墨制品一樣，具有優(yōu)良的耐熱和耐腐化侵蝕 性能，但導(dǎo)熱性卻保持了原料纖維的特性，比較低。因此，常將碳纖維織成碳布或碳?xì)钟米鞲袘?yīng)爐和電阻爐的熱屏蔽材料(Material)。石墨化的纖維則有比較高的導(dǎo)熱率，作為發(fā)熱元件可以在真空或惰性氣體爐內(nèi)用到2500℃。石墨化纖維編織成石墨紗經(jīng)聚四氟乙烯浸漬，用于輸送腐化侵蝕 性介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))的化工泵的城料密封，不僅有良好的密封性，且使用的時長長。   　　碳纖維復(fù)合材料有碳纖維/樹脂、碳纖維/金屬、碳纖維/碳等各種制品，其中以碳纖維增強(qiáng)樹脂的復(fù)合材料應(yīng)用最多。玻璃材質(zhì)纖維的比強(qiáng)度與碳纖維差不多，但比剛度卻低非常多。顯然，碳纖維/樹脂復(fù)合材料比玻璃材質(zhì)鋼有更優(yōu)越的性能.目前碳纖維復(fù)合材料在航空工業(yè)上已得到一般應(yīng)用，在汽車工業(yè)、原子能工業(yè)中亦逐步擴(kuò)大使用范圍(fàn wéi)。利用這種材料的高比強(qiáng)度、高比剛度和優(yōu)異的耐蝕性，用作化工機(jī)械的高速回轉(zhuǎn)件如離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、泵的葉輪（指裝有動葉的輪盤）或壓力容器等無疑具有良好的應(yīng)用前景。