碳纖維原料的煅燒

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    .碳(C)纖維原料在煅燒過程(guò chéng)中是如何發(fā)生體積（volume)收縮的？所有碳(C)纖維原料在煅燒過程(guò chéng)中都會(huì)逐漸發(fā)生體積（volume)收縮，這是伴隨著炭質(zhì)原料所含揮發(fā)分的排出以及熱解縮聚反應(yīng)導(dǎo)致(cause)結(jié)構(gòu)變化，使碳纖維原料塊體致密化而引起的，從而有效地提高了碳纖維原料的真密度（單位:g/cm3或kg/m3)和機(jī)械強(qiáng)度（strength)。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。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。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w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。對于延遲焦來說，700℃以前，由于發(fā)生劇烈的熱解縮聚反應(yīng)，其體積收縮較大；700～1000℃溫區(qū)內(nèi)，延遲焦的體積收縮速率有所減緩；1000℃以后，焦炭（Coke）進(jìn)行結(jié)構(gòu)收縮并產(chǎn)生許多微裂紋，這些裂紋直接導(dǎo)致(cause)煅燒炭質(zhì)原料產(chǎn)生破碎現(xiàn)象。即使煅燒溫度（temperature)升至1200～1300℃，這種體積收縮仍在繼續(xù)進(jìn)行。碳纖維原料揮發(fā)分包含比重大并在煅燒時(shí)排出量多，則其收縮程度越大，煅后延遲焦和無煙煤的體積收縮在20%～30%范圍(fàn wéi)內(nèi)。    .煅燒過程中碳纖維原料的真密度（單位:g/cm3或kg/m3)是如何變化的？碳纖維原料在煅燒過程中真密度的變化與煅燒溫度（temperature)呈線性關(guān)系，即隨其煅燒溫度（temperature)上升而增大。各種碳纖維原料煅燒后的真密度都有較大幅度的提高，例如石油焦的真密度從煅燒前的1.36～1.62g/cm^3提高到煅后的2.04～2.12g/cm^3，增加幅度高達(dá)40%以上。碳纖維原料在煅燒過程中真密度的提高，主要是由于其在高溫下不斷逸出揮發(fā)分并同時(shí)發(fā)生熱解縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重排和體積收縮的結(jié)果。一般來說，在同樣煅燒溫度（temperature)下，煅后碳纖維原料的真密度越大，則這種碳纖維原料越容易石墨(化學(xué)式C )化。 內(nèi)容來自123456