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碳纖維材料的概述

　　目前，市場(chǎng)上供給的碳纖維按原料分有粘膠碳纖維、聚丙烯腈(PAN)碳纖維跟瀝青碳纖維三類。用人選絲制造碳纖維的歷史可能追溯到1880年愛迪生發(fā)明的白熾電燈絲，但那種碳纖維含有大量孔隙，是十分懦弱的。近代碳纖維的研究起始于本世紀(jì)50年代中期，那時(shí)是在1000℃下的惰性氣氛中處理人造絲來制備碳纖維，其抗張強(qiáng)度僅為275MPa。1959年呈現(xiàn)了低溫預(yù)處理、高溫再碳化的分段工藝，使碳纖維的抗張強(qiáng)度進(jìn)步到330-900MPa之間。

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在60年代進(jìn)行普遍研究的荃礎(chǔ)上，發(fā)明碳纖維的強(qiáng)度跟模量與它的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，幻想的結(jié)構(gòu)應(yīng)為無明顯孔隙的石般結(jié)構(gòu)，且其晶體沿纖維軸取向。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。Bacon指出，當(dāng)石墨基面(dool)平行于纖維軸時(shí)，其杭張強(qiáng)度高于20GPa，彈性模量高于690GPa，并得出實(shí)際上最大彈性模量為1000GPa。為了盡可能瀕臨這種幻想結(jié)構(gòu)，應(yīng)從以下三個(gè)方面改進(jìn)技巧辦法。第一是原資料的抉擇，應(yīng)當(dāng)抉擇碳化進(jìn)程中殘?zhí)剂扛?，失重少以減少緊縮，同時(shí)還應(yīng)有高度的分子取向性，并能在后序工藝階段得以堅(jiān)持。第二是碳化前的預(yù)處理，處理的目標(biāo)是牢固碳纖維，避免它熔化或分解。第三是碳化、石墨化工藝的抉擇，這個(gè)階段的工藝對(duì)碳纖維的力學(xué)才干有很大的影響，特別是抗拉強(qiáng)度跟模量。

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除了上述的處理外，不能忘了碳纖維的名義處理，它能讓碳纖維跟基體資料結(jié)合周到。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。碳纖維型材在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比，碳纖維的強(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)度的12陪。對(duì)于名義處理的內(nèi)容，這篇文章就不細(xì)細(xì)講了，感興趣的可能看看官網(wǎng)的另一篇文章《碳纖維名義處理方法有哪些》。