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碳纖維含碳標準是多少

發布時間: 2022-09-26 11:54:27

A. 什麼是碳纖維

碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維,是由有機纖維在高溫環境下裂解碳化而成。高性能碳纖維具有質輕、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗沖刷及濺射以及良好的可設計性、可復合性等一系列其他材料所不可替代的優良性能,是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略新興材料。

碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維,是由有機纖維(粘膠基、瀝青基、聚丙烯腈基纖維等)在高溫環境下裂解碳化而成。高性能碳纖維具有質輕、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗沖刷及濺射以及良好的可設計性、可復合性等一系列其他材料所不可替代的優良性能,是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略新興材料。

B. 24T碳纖維的含碳量是多少

碳纖維的指標為T(噸),普通碳部一般為20T-30T。HVF為30T-40T,SVF為40T-60T。SVF比HVF更輕,產品的材質含義SVF指46T-60T的超高強度、超高模量的
碳素纖維
布,HVF指30T-40T的強度、高模量的碳素纖維布。而國內普通碳素
釣竿
的材質一般是24T的碳素纖維布。T值越高,說明該材質的強度越高。

C. 什麼是碳纖維

含碳量在 90%以上的高強度高模量纖維。含碳量在99%以上的稱為石墨纖維。碳纖維具有元素碳的各種優良性能,如比重小、耐熱性極好、熱膨脹系數小、導熱系數大、耐腐蝕性和導電性良好等。同時,它又具有纖維般的柔曲性,可進行編織加工和纏繞成型。碳纖維最優良的性能是比強度和比模量超過一般的增強纖維,它和樹脂形成的復合材料的比強度和比模量比鋼和鋁合金還高3倍左右。碳纖維復合材料應用在航天、導彈和運動器材上,可以顯著減輕重量,提高有效載荷,改善性能,是航天工業的重要結構材料。由於成本降低,碳纖維已逐步擴大用在民用工業,如汽車工業和運動器材等方面。1981 年世界碳纖維產量約為 1500噸,日本的產量佔一半以上。
碳纖維的特性
目前各國工業用的碳纖維原料有聚丙烯纖維、黏膠絲和瀝青纖維三種。聚丙烯基碳纖維性能好,碳化得率較高(50~60%),因此以聚丙烯製造的碳纖維約占總碳纖維產量的 95%。以黏膠絲為原料制碳纖維碳化得率只有20~30%,這種碳纖維鹼金屬含量低,特別適宜作燒蝕材料。以瀝青纖維為原料時,碳化得率高達80~90%,成本最低,是正在發展的品種。根據使用要求和熱處理溫度的不同,碳纖維分為耐燃纖維、碳纖維和石墨纖維。例如 300~350℃熱處理時得耐燃纖維;1000~1500℃熱處理時得碳纖維,含碳量為 90~95%;碳纖維經 2000℃以上高溫處理可以製得石墨纖維,含碳量高達99%以上。

最早的碳纖維是 1880 年由愛迪生研製成功的,用作電燈絲。後直到50年代初,隨著空間技術的發展,需要有優良性能的結構材料,許多工業發達國家開始重視碳纖維的研究工作,到60年代獲得迅速的發展

D. 碳纖維 詳細數據

碳纖維
carbon fibre
顧名思義,它不僅具有碳材料的固有本徵特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。與傳統的玻璃纖維(GF)相比,楊氏模量是其3 倍多;它與凱芙拉纖維(KF-49)相比,不僅楊氏模量是其2倍左右,而且在有機溶劑、酸、鹼中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。有學者在1981年將PAN基CF浸泡在強鹼NaOH 溶液中,時間已過去20多年,它至今仍保持纖維形態。
碳纖維是含碳量高於90%的無機高分子纖維 。其中含碳量高於99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理。
碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化製得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。強度大於4000MPa的又稱為超高強型;模量大於450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展,還出現了高強高伸型碳纖維,其延伸率大於2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
碳纖維是軍民兩用新材料,屬於技術密集型和政治敏感的關鍵材料。以前,以美國為首的巴黎統籌委員會(COCOM), 對當時的社會主義國家實行禁運封鎖政策, 1994年3月,COCOM雖然已解散,但禁運封鎖的陰影仍籠罩在上空,先進的碳纖維技術仍引不進來,特別是高性能PAN基原絲技術,即使我國進入WTO,形勢也不會發生大的變化。因此,除了國人繼續自力更生發展碳纖維工業外,別無其它選擇。
目前世界碳纖維產量達到4萬噸/年以上,全世界主要是日本東麗、東邦人造絲和三菱人造絲三家公司以及美國的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司,以及德國SGL西格里集團,韓國泰光產業,我國台灣省的台塑集團,等少數單位掌握了碳纖維生產的核心技術,並且有規模化大生產。目前在祖國大陸還沒有一個年產100t的規模化碳纖維工廠,大多還處於中試放大階段。值得一提的是我國台灣省的台塑集團,在80代年中期從美國Hitco公司引進百噸級碳纖維生產線,經消化、吸收和配套後得到迅速發展,台塑產量增加很快,但碳纖維質量的提高幅度並不大。
我國對碳纖維的研究開始於20世紀60年代,80年代開始研究高強型碳纖維。多年來進展緩慢,但也取得了一定成績。進入21世紀以來發展較快,安徽華皖碳纖維公司率先引進了500噸/年原絲、200噸/年PAN基碳纖維(只有東麗碳纖維T300水平),使我國碳纖維工業進入了產業化。隨後,一些廠家相繼加入碳纖維生產行列。據不完全統計,目前,我國已有12家生產規模大小不一(5~800噸/年)的PAN基碳纖維生產廠家,合計生產能力為1310噸/年,產品規格為1K、3K、6K、12K。但由於一些企業沒有原絲可燒,實際國內碳纖維的總產量不足40噸/年,而且產品質量不太穩定,大多數達不到T300水平。可喜的是從2000年開始我國碳纖維向技術多元化發展,放棄了原來的硝酸法原絲製造技術,採用以二甲基亞碸為溶劑的一步法濕法紡絲技術獲得成功。目前利用自主技術研製的少數國產T300、T700碳纖維產品已經達到國際同類產品水平。
隨著近年來我國對碳纖維的需求量日益增長,碳纖維已被列為國家化纖行業重點扶持的新產品,成為國內新材料行業研發的熱點。據不完全統計,目前擬建和在建的碳纖維生產企業有11家,合計生產能力為原絲7100噸/年、碳纖維1560噸/年,其中在建企業為4家,合計生產能力為原絲1100噸/年、碳纖維470噸/年。
盡管我國碳纖維生產發展緩慢,而消費量卻一直在逐漸增加,市場需求旺盛。主要用途包括體育器材、一般工業和航空航天等,其中體育休閑用品的使用量最大,占消費量的約80%~90%。我國碳纖維的需求量已超過3000噸/年,2010年將突破5000噸/年。主要應用領域為:成熟市場有航空航天及國防領域(飛機、火箭、導彈、衛星、雷達等)和體育休閑用品(高爾夫球桿、漁具、網球拍、羽毛球拍、箭桿、自行車、賽艇等);新興市場有增強塑料、壓力容器、建築加固、風力發電、摩擦材料、鑽井平台等;待開發市場有汽車、醫療器械、新能源等。
我國碳纖維復合材料的研製開始於20世紀70年代中期,經過近40年的發展,已取得了長足進展,在航天主導產品(彈、箭、星、船)上得到了廣泛應用。近年來,我國體育休閑用品及壓力容器等領域對碳纖維的需求迅速增長,航空航天技術的快速發展急需高性能碳纖維及其復合材料等,市場需求更加旺盛。
為了滿足國內市場對碳纖維不斷增長的需求,應盡快實現我國碳纖維工業的國產化和規模化。為此,必須加快技術創新,掌握核心技術;加速原絲技術開發,研製高純度原絲;強化應用研究和市場開發,進一步擴大應用領域。碳纖維在我國大有發展前途,但應總結滌綸等化纖發展的經驗教訓,避免盲目發展,實現健康發展。
為了大型飛機的製造和航空航天事業的發展,我國還必須盡快地實現高強中模型碳纖維的產業化。但是,因為高性能碳纖維是發展航空航天等尖端技術必不可少的材料,長期受到以美國為首的巴黎統籌委員會的封鎖。雖然「巴統」在1994年3月解散了,但禁運的陰影仍然存在。即使對我國解除了禁運,開始也只能是通用級碳纖維,而不會向我們出售高性能碳纖維技術和設備。因此,發展高性能碳纖維必須要靠我們自己。我國化學纖維工業「十一•五」發展規劃中提出了「從以增加數量為主轉向大力發展高新技術纖維」,特別是把事關國家產業安全的高新技術纖維材料作為重中之重,而且碳纖維被列為首位,是國家迫切需要短期內突破的高新技術纖維品種,為我國碳纖維的發展創造了條件,我們要抓住這一機遇,自力更生、努力創新,發展具有自己知識產權的碳纖維,以滿足不斷增長的市場需求。國家「863 計劃」以及有關部委都在關心我國碳纖維工業的發展及其產業化步伐,並給予強有力的支持,許多材料專家也扎扎實實的做了許多工作。「十一五」期間,我國又啟動了相關「973計劃」。相信「十一五」將是我國碳纖維工業產業化的黃金時代。

E. 碳纖維是什麼材料

碳纖維,是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。

它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。

碳纖維「外柔內剛」,質量比金屬鋁輕,但強度卻高於鋼鐵,並且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國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徵特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。

碳纖維具有許多優良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。

F. 碳纖維的主要化學成分化學式

碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高,則構件自重愈小,比模量愈高,則構件的剛度愈大,從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景,綜觀多種新興的復合材料(如高分子復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料)的優異性能, 不少人預料,人類在材料應用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應用的時代。
顧名思義,它不僅具有碳材料的固有本徵特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。與傳統的玻璃纖維(GF)相比,楊氏模量是其3 倍多;它與凱芙拉纖維(KF-49)相比,不僅楊氏模量是其2倍左右,而且在有機溶劑、酸、鹼中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。有學者在1981年將PAN基CF浸泡在強鹼NaOH 溶液中,時間已過去20多年,它至今仍保持纖維形態。
碳纖維是含碳量高於90%的無機高分子纖維 。其中含碳量高於99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理。
碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化製得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。強度大於4000MPa的又稱為超高強型;模量大於450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展,還出現了高強高伸型碳纖維,其延伸率大於2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
沒化學式,這是一種復合結構的化工產品

G. 碳纖維是什麼

碳纖維是由碳元素組成的一種特種纖維,含碳量在90%以上,以腈綸和粘膠纖維為原料,經高溫氧化碳化而成。

碳纖維外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,具有質輕、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗沖刷及濺射以及良好的可設計性、可復合性等一系列其他材料所不可替代的優良性能。

碳纖維被廣泛應用於汽車材料、體育用品、土木建築等多個領域中,尤其是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略新興材料。

總結:
碳纖維是由碳元素組成的一種特種纖維,含碳量在90%以上,以腈綸和粘膠纖維為原料,經高溫氧化碳化而成。
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