新型增强材料--碳纤维的种类
近迅速发展起来的一些增强纤维通常称新型增强材料。主要有碳纤维、硼纤维和芳纶纤维等。它们的共同特点是比强度高、比弹性模量高,但其缺点是价格高、产量低。这些新型纤维的出现推进了高性能纤维复合材料的发展。
碳纤维的种类
碳纤维的种类很多,由于采用的原料和制造工艺的不同,制造出的碳纤维的质地和性能也不同,碳纤维可以分为炭纤维和石墨纤维两种。
炭纤维通常是指有机纤维在2000℃以下碳化而制得的纤维。从结构上看,它还没有变成石墨,一般炭纤维含有75-95%的碳。这类纤维由于处理温度较低,因此,成本也低一些。有些有机纤维如腈纶丝,在空气中经过200-300℃的温度处理后,得到的纤维称为黑化纤维。因为它在火焰中不会燃烧,所以又称为耐火纤维,有人把这种纤维也归入炭纤维一类。实际上从质地来说,它不是炭的纤维,而是一种耐热的有机化合物纤维。
石墨纤维是指有机纤维在2000℃以上的高温下碳化而制得的纤维。这类纤维的结构与 石墨相似,但石墨的导电性能却比炭好,因此石墨纤维的导电性能也比炭纤维好,并且表面上还有金属光泽。由于石墨纤维的处理温度比炭纤维高,因此含碳量也很高,约98-99%以上,杂质极少。
此外,碳纤维按其性能的不同,还可以分为普通碳纤维和高弹性模量、高强度碳纤维。
普通碳纤维是由有机纤维在不加张力的情况下,在惰性气体或真空中经高温处理而制成的。这类纤维的强度、弹性模量不太高。因此,主要用做高温电炉的保温材料及一般的防腐蚀材料。如果用多孔的有机纤维作原料,那么碳化后得到的则是多孔的碳纤维。这种碳纤维虽然强度不高,但它的比表面积特别大,是一种非常好的吸附材料。
高模量的碳纤维是在一面加热、一面施加张力,使得纤维不产生收缩的环境中制造出来的。这种纤维内部分子趋向于更加整齐而有序地排列。这样制得的碳纤维就比上述不加张力所制造的碳纤维,在弹性模量和强度方面要高得多,所以把它叫做高弹性模量、高强度的碳纤维。随着碳化温度的升高,碳纤维的弹性模量也愈高。尤其在2000℃以上的温度下制得的碳纤维,其弹性模量更高,因此,这样的纤维又叫高模量纤维。
碳纤维纤细而柔软,可以进行纺织加工,制品有线、绳、带、布和毡等。碳纤维也可以和玻璃纤维、尼龙纤维等混合编织各种制品。
碳纤维的种类
碳纤维的种类很多,由于采用的原料和制造工艺的不同,制造出的碳纤维的质地和性能也不同,碳纤维可以分为炭纤维和石墨纤维两种。
炭纤维通常是指有机纤维在2000℃以下碳化而制得的纤维。从结构上看,它还没有变成石墨,一般炭纤维含有75-95%的碳。这类纤维由于处理温度较低,因此,成本也低一些。有些有机纤维如腈纶丝,在空气中经过200-300℃的温度处理后,得到的纤维称为黑化纤维。因为它在火焰中不会燃烧,所以又称为耐火纤维,有人把这种纤维也归入炭纤维一类。实际上从质地来说,它不是炭的纤维,而是一种耐热的有机化合物纤维。
石墨纤维是指有机纤维在2000℃以上的高温下碳化而制得的纤维。这类纤维的结构与 石墨相似,但石墨的导电性能却比炭好,因此石墨纤维的导电性能也比炭纤维好,并且表面上还有金属光泽。由于石墨纤维的处理温度比炭纤维高,因此含碳量也很高,约98-99%以上,杂质极少。
此外,碳纤维按其性能的不同,还可以分为普通碳纤维和高弹性模量、高强度碳纤维。
普通碳纤维是由有机纤维在不加张力的情况下,在惰性气体或真空中经高温处理而制成的。这类纤维的强度、弹性模量不太高。因此,主要用做高温电炉的保温材料及一般的防腐蚀材料。如果用多孔的有机纤维作原料,那么碳化后得到的则是多孔的碳纤维。这种碳纤维虽然强度不高,但它的比表面积特别大,是一种非常好的吸附材料。
高模量的碳纤维是在一面加热、一面施加张力,使得纤维不产生收缩的环境中制造出来的。这种纤维内部分子趋向于更加整齐而有序地排列。这样制得的碳纤维就比上述不加张力所制造的碳纤维,在弹性模量和强度方面要高得多,所以把它叫做高弹性模量、高强度的碳纤维。随着碳化温度的升高,碳纤维的弹性模量也愈高。尤其在2000℃以上的温度下制得的碳纤维,其弹性模量更高,因此,这样的纤维又叫高模量纤维。
碳纤维纤细而柔软,可以进行纺织加工,制品有线、绳、带、布和毡等。碳纤维也可以和玻璃纤维、尼龙纤维等混合编织各种制品。








































