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碳纖維材料在工藝中的結(jié)構(gòu)變化
碳纖維資料的生產(chǎn)制造要經(jīng)歷一系列龐雜的進(jìn)程,將PA
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N、粘膠絲跟瀝青絲經(jīng)過熱處理,除去多余的雜質(zhì),盡可能只留下碳元素。碳纖維管采用
碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸入苯乙稀基聚脂樹脂經(jīng)加熱固化拉擠(纏撓)而成。在制過程中,可以通過不同的模具生產(chǎn)出各種型材,如:不同規(guī)格的碳纖維圓管,不同規(guī)格的方管,不同規(guī)格的片材,以及其它型材:在制作過程中也可以包3K進(jìn)行表面包裝美化等等。在這個(gè)進(jìn)程中,它的結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了變更,下面小編就以PAN基碳纖維為例來帶大家理解一下。
先是預(yù)氧化階段,化學(xué)反應(yīng)讓它的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為牢固的梯形六元環(huán)結(jié)構(gòu)。假如加熱的時(shí)光很長(zhǎng),纖維會(huì)開端吸氧,形成氧鍵結(jié)構(gòu)。不過這樣的話,纖維原來的取向就被破壞了,須要進(jìn)行特別處理使它的分子鏈恢還原狀。在氧化階段跟碳化階段,纖維的品質(zhì)跟直徑都會(huì)縮小,分量的喪失在60%左右,直徑隨著分量的減輕而變小。急劇緊縮將會(huì)帶來一些缺點(diǎn),不過碳纖維的耐高溫才干是十分不錯(cuò)的,在2000℃~3000℃時(shí)石墨結(jié)構(gòu)還是很牢固的。石墨晶體的平面的取向決定了碳纖維的彈性模量。要是在石墨化的階段對(duì)碳纖堅(jiān)連續(xù)施加牽引力,可能進(jìn)一步進(jìn)步碳纖維的楊氏模量。
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從碳纖維資料的結(jié)構(gòu),咱們可能看出它的強(qiáng)度跟模量,對(duì)其結(jié)構(gòu)做輕微的調(diào)劑,機(jī)能也會(huì)有所增加。
碳纖維制品擁有極高的材質(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?,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。碳纖維板將同一方向排列的碳素纖維使用樹脂浸潤(rùn)硬化形成碳纖維板材,能有效解決多層碳纖維布施工困難和工程量大的問題,補(bǔ)強(qiáng)效果好,施工便捷。碳纖維擠拉成型工藝受哪些因素影響