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東莞碳(tàn)纖(xiān)維機械是一種力(lì)學性能(néng)優異的新材料,它(tā)的比重不到鋼的1/4,碳纖(xiān)維樹脂複合(hé)材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上(shàng),是鋼的7~9倍(bèi),抗拉彈性模(mó)量(liàng)為23000~43000Mpa亦高(gāo)於鋼。因此(cǐ)CFRP的比強度即(jí)材料的強度與其密度之比可達(dá)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(cái)料(liào)的比(bǐ)強度愈(yù)高,則構件自重愈小,比模量愈高,則構件(jiàn)的剛度愈(yù)大,從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景,綜觀多種新興的複合材料(如高分子複合材料、金屬基複合材料、陶瓷基複合材料)的優異性能(néng), 不(bú)少(shǎo)人預料,人類在材料應用上正從(cóng)鋼鐵時代進入到一個複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征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖(xiān)維。與(yǔ)傳統的玻(bō)璃纖維(GF)相比,楊(yáng)氏模量是其3 倍(bèi)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(qiě)在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。有學者在1981年將PAN基CF浸泡在強堿NaOH 溶(róng)液中,時間已過去20多(duō)年,它至今仍保持纖維形態。
碳纖維是(shì)含碳量高於90%的無機高(gāo)分子纖維 。其中含碳量高於99%的稱石(shí)墨纖維。碳纖(xiān)維的軸(zhóu)向強度和(hé)模量高,無(wú)蠕變(biàn),耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介於非金屬和金屬之間,熱膨脹係(xì)數小,耐(nài)腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性(xìng)好。但其耐衝擊性較差,容易損傷(shāng),在強酸作用下發生氧化,與金屬複合時會發生(shēng)金(jīn)屬碳化、滲碳及電(diàn)化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表麵處(chù)理。
東莞(wǎn)碳纖維機械可分(fèn)別用聚丙烯腈(jīng)纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛(quán)纖維(wéi)經(jīng)碳化製得;按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性(xìng)能分為通用型和高性能(néng)型 。通用型碳(tàn)纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左(zuǒ)右。高性能(néng)型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(xíng)(模量300GPa以(yǐ)上)。強度大於4000MPa的(de)又稱為超高強型(xíng);模量大於450GPa的稱為超高模型。隨著(zhe)航天(tiān)和航空工業的發展,還出現了高強高伸型(xíng)碳纖維,其延(yán)伸率大於2%。用量最大(dà)的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。
碳纖維可加工成織物(wù)、氈、席、帶、紙及(jí)其他材料。東莞碳纖維機械(xiè)除用作絕(jué)熱保溫材料外,一(yī)般不單獨使用,多作(zuò)為增強(qiáng)材料加(jiā)入到樹脂(zhī)、金屬、陶瓷(cí)、混凝土等材料中,構成複合材料。碳纖維增強(qiáng)的複(fù)合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人(rén)工韌帶等身體代用(yòng)材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器(qì)人、汽車板簧和驅動軸(zhóu)等。
碳纖維是(shì)軍民兩用新材料,屬於技術密集型和政治敏感(gǎn)的(de)關鍵材料。
50年代主要應用在火箭、宇航及航空等尖端科學(xué),到80年代被(bèi)廣泛應用於體育器(qì)械、紡織、化工機械及醫學領域。同時,隨著高性能及超高性能的碳纖維的相繼出現(xiàn),它(tā)應用的(de)範(fàn)圍越來越(yuè)廣,如A380、波音777、美國新型主(zhǔ)戰坦克,碳纖維比重占到15%以上。同時,隨著(zhe)碳纖維加工技術的普及,它的應用範圍自80年代起逐漸涉及到民用方麵。到目(mù)前為止,我國各種應用占碳纖維率需求比(bǐ)例分別(bié)為體育30%,航空10%,工業60%。
體育用碳纖維主要應用於(yú)高爾夫棒(bàng)、網球拍、賽車(chē)、弓箭、跳竿、冰球(qiú)棒、遊艇(tǐng)、賽艇、滑翔機(jī)、人力飛機、帆船(chuán)桅杆、摩托車及(jí)登山用品(pǐn),如登山(shān)杖、滑雪(xuě)杖、攀岩頭盔等。
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