無機纖維是無機礦物為原料制成的,主要產(chǎn)品有碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、硼纖維等,有機纖維是用有機物為原材料制成的,包括滌綸、錦綸等。比起有機纖維,無機纖維具有更高的穩(wěn)定性和不燃性,本文主要來說的是優(yōu)異的無機纖維碳纖維。
碳纖維是指化學(xué)成分中碳元素占總星90%以上的纖維,是由無機纖維經(jīng)固相反應(yīng)變成的纖維狀聚合物碳。習(xí)慣上來說,經(jīng)過1000°c~ 2000°c碳化而得的稱為碳纖維,經(jīng)過2000°c~ 3000°c碳化得到的稱為石墨纖維,石墨纖維的含碳量更高,超過98% ,全碳素匹克網(wǎng)球拍,表面有著金屬光澤、導(dǎo)電性能好、雜質(zhì)少。
碳纖維材料的開發(fā)可以追溯到19世紀(jì)末期,美國科學(xué)家愛迪明的白熾燈燈絲,不過沒有廣泛使用開來。碳纖維真正實現(xiàn)其工業(yè)價值是在20世紀(jì)50年代,為解決隔熱問題,杜邦公司用腈綸加熱制造聚基耐熱碳纖維, 1595年,日本東麗公司的近藤昭男又成功開發(fā)以pan為原料的高彈性模量碳纖維。
碳纖維種類很多,按力學(xué)能力的不同,可以分為高強型(ht)、高模量(hm)、通用型( gp) ;按原料不同可以分為粘膠基碳纖維、聚
腈碳纖維、瀝青基碳纖維等;按功能可以分為結(jié)構(gòu)用碳纖維、活性碳纖維、導(dǎo)電碳纖維、耐燃碳纖維等。
碳纖維制品的-勢:
碳纖維是一種纖維結(jié)構(gòu)材料,但是其力學(xué)性能卻要優(yōu)于多數(shù)結(jié)構(gòu)材料,以常用t300碳纖維為例。其抗拉強度能夠達到3500mpa ,是鋼的數(shù)
倍。碳纖維材料的比強度和比模綜合指標(biāo)要優(yōu)于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料,全碳素匹克網(wǎng)球拍的制作方法,還具備部分金屬材料所沒有的剪切強度以及彎曲強度。
碳纖維與金屬材料不同在于,碳纖維是一種非金屬材料,電化學(xué)活性較低,具有的耐腐蝕和抗老化性能,能夠適應(yīng)多種工作環(huán)境。碳纖維在實際應(yīng)用過程中多與樹脂等基體材料融合,構(gòu)成碳纖維復(fù)合材料使用,普通樹脂的工作溫度-般在150°c ,所以碳纖維制品的工作溫度也維持這個數(shù)值,現(xiàn)在將碳纖維與peek、pps、 pi融合,構(gòu)成熱塑性碳纖維復(fù)合材料,能夠適應(yīng)高溫工作環(huán)境。
鋁合金是在純鋁中加入各種合金元素制成的,和鋼材相比輕便,已經(jīng)使用于航天、汽車、機械、船舶等多個領(lǐng)域。碳纖維是將聚基纖維在高溫下預(yù)氧化、碳化得到的,不僅重量輕,還由強度高、耐高溫、耐摩擦等優(yōu)點,在民用工業(yè)和工業(yè)中均有廣泛的應(yīng)用。者兩種材料相比,哪種更-呢?
先來看一下鋁合金,它的密度只有2.5~2.88g/cm^3 ,約為鋼( 7.85g/cm^3)的三分之- - , 相對剛度大,達到8.5 ,而鋼材為1。相同的構(gòu)件,采用鋁合金代替鋼,能得到的剛度。鋁合金的抗拉強度比鋼材略遜-籌,約160~400mpa ,不過經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砗,全碳素匹克網(wǎng)球拍供應(yīng)商,可達到
700mpa,與低合金鋼強度相當(dāng)。
再來看一下碳纖維材料,它的密度比鋁還輕,只有1.7g/cm^3 ,抗拉強度3000mpa ,是鋼的四倍以上,彈性模量為230gpa ,全碳素匹克網(wǎng)球拍加工廠,熱膨脹系數(shù)-
1.4~+1.7x10-6.抗震, x射線的透過率高,由于它是一種各項-材料,平行于纖維和垂直于纖維方向的性能不同,所以可設(shè)計性強,選擇不同的鋪層的方式可改變產(chǎn)品的性能,適用于多種領(lǐng)域。
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