碳纖維的簡(jiǎn)單介紹

　　碳材料(Material)家族成員眾多，其中包括(bāo kuò)宏觀尺度的焦碳、金剛石、膨脹石墨、碳纖維及納米尺度的碳納米管、富勒烯和石墨烯。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(guó)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。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中焦炭主要應(yīng)用于高爐煉鐵、機(jī)械鑄造、電石生產(chǎn)、化肥化工制氣等，真正用于材料(Material)制備的則是膨脹石墨、碳纖維及各種納米碳材料(Material)。這些碳材料(Material)或作為填體成為復(fù)合材料(Material)的一部分，或者本身通過(guò)(tōng guò)編織、模壓等工藝成為密封材料、建筑材料等一系列生產(chǎn)生活中隨處可見(jiàn)的產(chǎn)品(Product)。

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  　　碳纖維是一種比鋁輕、比鋼強(qiáng)、比人發(fā)細(xì)、含碳量大于90%的纖維狀碳材料(Material)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。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(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)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(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。它具有高沖擊強(qiáng)度、高拉伸模量、低密度、耐高溫、抗燒蝕、耐腐化侵蝕 、高電導(dǎo)和熱導(dǎo)、低熱膨脹、自潤(rùn)滑和生物相容性好等優(yōu)良性能。大多數(shù)碳纖維由不完全的石墨結(jié)晶沿纖維軸向排列而成，是由sp^2雜化組成的六角形網(wǎng)面層狀堆積物，碳原子所組成的微晶是碳纖維的顯微結(jié)構(gòu)單元，層間距約為0. 3360~0.3440mm，各平行層堆積不規(guī)則，缺乏三維有序排列，呈亂層結(jié)構(gòu)。當(dāng)碳纖維經(jīng)過(guò)高溫退火(annealing)，經(jīng)歷2500℃以上的高溫。碳包含比重大于99%，層間距隨之最大化減少，說(shuō)明碳原子已出亂層結(jié)構(gòu)向三維有序的石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，形成類石墨結(jié)構(gòu)。這兩類纖維在中國(guó)和美國(guó)按熱處理(chǔ lǐ)溫度的不同分為碳纖維和石墨纖維，而在日本和歐洲則習(xí)慣統(tǒng)稱為碳纖維。   　　碳纖維經(jīng)過(guò)18世紀(jì)初被發(fā)明用來(lái)替代燈絲后，目前一般應(yīng)用于紡織、材料(Material)、軍事、宇航、原子能等各個(gè)領(lǐng)城。自碳纖維伴隨航天科技而開(kāi)始大規(guī)模發(fā)展以來(lái)，其產(chǎn)量平均每年均以15%以上的速度增長(zhǎng)，到1990年時(shí)統(tǒng)計(jì)世界碳纖維總產(chǎn)最為10496t，之后為了適應(yīng)一般工業(yè)用碳纖維的需求，其產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向大絲束方向發(fā)展并將生產(chǎn)規(guī)模從百噸級(jí)擴(kuò)大至千噸級(jí)規(guī)模。碳纖維材料的概述