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[分享] 解密碳纤维生产过程

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发表于 2016-9-7 16:40:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
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        碳纤维作为一种机械性能堪比金属的高强材料,近年来越来越大众化,关于碳纤维的生产工程,你又知道多少呢?视频带你解密碳纤维的生产过程.
        碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料,外观如图所示。

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        碳纤维种类较多,一般可按照原材料、力学性能、应用领域,形态等进行划分,一表看懂碳纤维的主要分类(表1)

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        以PAN基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维为例,碳纤维的基本情况和主要性能结果如表2所示。从表中可以看出,三种碳纤维主要是由日本和美国科学家发明并成功产业化的,从时间来看,碳纤维的产业化进程已经进行了40年以上。一般情况下PAN基碳纤维抗拉强度最高,适合很多零部件生产,这也是其应用最为广泛、所占比重最高的重要原因之一。

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       目前碳纤维还不能直接用碳或石墨来制取,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶、人造丝等)为原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起碳化制得碳纤维。因而碳纤维的主要原料包括三类:有机纤维(PAN等)、塑料树脂、有机试剂。这三类原料中最主要的是有机纤维(原丝),这是决定最后纤维质量的关键性材料,而剩下的塑料树脂和有机试剂在高分子或化学领域早已经很成熟,不是制约碳纤维行业发展的因素。而原丝的质量和价格,这是制约国内碳纤维行业发展的关键性因素,主要是指国内技术不成熟,国外垄断原丝。
带你一表看懂碳纤维的主要生产流程:

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