碳纖維制品是什么材料組成的？

碳纖維制品是一種纖維狀碳資料。碳纖維復(fù)合材料如耐高溫、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)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。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度大，硬度高，遠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。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家（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)，保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發(fā)達國家的嚴格控制。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐化、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，存在很多可貴的電學(xué)、熱學(xué)跟力學(xué)機能的新型資料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合資料所做的飛機豈但輕巧，而且消耗能源少，推力大，噪音??；用碳纖維制電子盤算機的磁盤，能進步盤算機的貯存量跟運算速度；用碳纖維加強塑料來制造衛(wèi)星跟火箭等宇宙飛翔器，機械強度高，品質(zhì)小，可節(jié)儉大量的燃料。1999年產(chǎn)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)斗中，北約利用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大局部電力供給，其原理就是產(chǎn)生了籠罩大范疇地區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電體系短路。  目前，人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采取一些含碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起，放在常見氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成  碳纖維是纖維狀的碳資料，其化學(xué)組成中含碳量在90%以上。因為碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化（在3800K以回升華），而在各種溶劑中都不溶解，所以迄今無奈用碳的單質(zhì)來制碳纖維。  碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。上前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大局部都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化：在空氣中加熱，堅持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目標為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時不熔不燃而堅持纖維狀況。B碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，堅持數(shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體可能是高純的氮氣、氬氣或氦氣，但個別多用高純氮氣。C石墨化：再在惰性氣氛（個別為高純氬氣）加熱至2000-3000度，堅持數(shù)秒至數(shù)十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。  碳纖維制品有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數(shù)），個別僅約為19克；拉力高達300KG/MM2；還有耐高溫、耐腐化、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)良機能。目前多少乎不其余資料像碳纖維那樣存在那么多的優(yōu)良機能。  目前，碳纖維制品重要是制成碳纖維加強塑料來利用。這種加強塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)勝，用處十分普遍，如制造火箭、宇宙飛船等重要資料；制造噴氣式發(fā)念頭；制造耐腐化化工設(shè)備等。  碳纖維  carbon fibre  含碳量高于90％的無機高分子纖維 。其中含碳量高于99％的稱石墨纖維。碳纖維制品的軸向強度跟模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬跟金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐化性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，輕易傷害，在強酸作用下產(chǎn)生氧化，與金屬復(fù)合時會產(chǎn)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐化景象。因此，碳纖維在利用前須進行名義處理  碳纖維可分辨用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀況分為長絲、短纖維跟短切纖維；按力學(xué)機能分為通用型跟高機能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa）、模量為100GPa左右。高機能型碳纖維又分為高強型（強度2000MP

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　　A、模量250GPa）跟高模型（模量300GPa以上）。碳纖維型材具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。強度大于4000MPa的又稱為超高強型；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天跟航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還呈現(xiàn)了高強高伸型碳纖維，其延長率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。  碳纖維制品可加工成織物、氈、席、帶、紙及其余資料。碳纖維除用作絕熱保溫資料外，個別不單獨利用，多作為加強資料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等資料中，形成復(fù)合資料。碳纖維加強的復(fù)合資料可用作飛機結(jié)構(gòu)資料、電磁屏蔽除電資料、人工韌帶等身材代用資料以及用于制造火箭外殼、機動船、產(chǎn)業(yè)機器人、汽車板簧跟驅(qū)動軸等。 內(nèi)容來自123456