新型增強材料--碳纖維的種類
近迅速發展起來的一些增強纖維通常稱新型增強材料。主要有碳纖維、硼纖維和芳綸纖維等。它們的共同特點是比強度高、比彈性模量高,但其缺點是價格高、產量低。這些新型纖維的出現推進了高性能纖維復合材料的發展。
碳纖維的種類
碳纖維的種類很多,由于采用的原料和制造工藝的不同,制造出的碳纖維的質地和性能也不同,碳纖維可以分為炭纖維和石墨纖維兩種。
炭纖維通常是指有機纖維在2000℃以下碳化而制得的纖維。從結構上看,它還沒有變成石墨,一般炭纖維含有75-95%的碳。這類纖維由于處理溫度較低,因此,成本也低一些。有些有機纖維如腈綸絲,在空氣中經過200-300℃的溫度處理后,得到的纖維稱為黑化纖維。因為它在火焰中不會燃燒,所以又稱為耐火纖維,有人把這種纖維也歸入炭纖維一類。實際上從質地來說,它不是炭的纖維,而是一種耐熱的有機化合物纖維。
石墨纖維是指有機纖維在2000℃以上的高溫下碳化而制得的纖維。這類纖維的結構與 石墨相似,但石墨的導電性能卻比炭好,因此石墨纖維的導電性能也比炭纖維好,并且表面上還有金屬光澤。由于石墨纖維的處理溫度比炭纖維高,因此含碳量也很高,約98-99%以上,雜質極少。
此外,碳纖維按其性能的不同,還可以分為普通碳纖維和高彈性模量、高強度碳纖維。
普通碳纖維是由有機纖維在不加張力的情況下,在惰性氣體或真空中經高溫處理而制成的。這類纖維的強度、彈性模量不太高。因此,主要用做高溫電爐的保溫材料及一般的防腐蝕材料。如果用多孔的有機纖維作原料,那么碳化后得到的則是多孔的碳纖維。這種碳纖維雖然強度不高,但它的比表面積特別大,是一種非常好的吸附材料。
高模量的碳纖維是在一面加熱、一面施加張力,使得纖維不產生收縮的環境中制造出來的。這種纖維內部分子趨向于更加整齊而有序地排列。這樣制得的碳纖維就比上述不加張力所制造的碳纖維,在彈性模量和強度方面要高得多,所以把它叫做高彈性模量、高強度的碳纖維。隨著碳化溫度的升高,碳纖維的彈性模量也愈高。尤其在2000℃以上的溫度下制得的碳纖維,其彈性模量更高,因此,這樣的纖維又叫高模量纖維。
碳纖維纖細而柔軟,可以進行紡織加工,制品有線、繩、帶、布和氈等。碳纖維也可以和玻璃纖維、尼龍纖維等混合編織各種制品。
碳纖維的種類
碳纖維的種類很多,由于采用的原料和制造工藝的不同,制造出的碳纖維的質地和性能也不同,碳纖維可以分為炭纖維和石墨纖維兩種。
炭纖維通常是指有機纖維在2000℃以下碳化而制得的纖維。從結構上看,它還沒有變成石墨,一般炭纖維含有75-95%的碳。這類纖維由于處理溫度較低,因此,成本也低一些。有些有機纖維如腈綸絲,在空氣中經過200-300℃的溫度處理后,得到的纖維稱為黑化纖維。因為它在火焰中不會燃燒,所以又稱為耐火纖維,有人把這種纖維也歸入炭纖維一類。實際上從質地來說,它不是炭的纖維,而是一種耐熱的有機化合物纖維。
石墨纖維是指有機纖維在2000℃以上的高溫下碳化而制得的纖維。這類纖維的結構與 石墨相似,但石墨的導電性能卻比炭好,因此石墨纖維的導電性能也比炭纖維好,并且表面上還有金屬光澤。由于石墨纖維的處理溫度比炭纖維高,因此含碳量也很高,約98-99%以上,雜質極少。
此外,碳纖維按其性能的不同,還可以分為普通碳纖維和高彈性模量、高強度碳纖維。
普通碳纖維是由有機纖維在不加張力的情況下,在惰性氣體或真空中經高溫處理而制成的。這類纖維的強度、彈性模量不太高。因此,主要用做高溫電爐的保溫材料及一般的防腐蝕材料。如果用多孔的有機纖維作原料,那么碳化后得到的則是多孔的碳纖維。這種碳纖維雖然強度不高,但它的比表面積特別大,是一種非常好的吸附材料。
高模量的碳纖維是在一面加熱、一面施加張力,使得纖維不產生收縮的環境中制造出來的。這種纖維內部分子趨向于更加整齊而有序地排列。這樣制得的碳纖維就比上述不加張力所制造的碳纖維,在彈性模量和強度方面要高得多,所以把它叫做高彈性模量、高強度的碳纖維。隨著碳化溫度的升高,碳纖維的彈性模量也愈高。尤其在2000℃以上的溫度下制得的碳纖維,其彈性模量更高,因此,這樣的纖維又叫高模量纖維。
碳纖維纖細而柔軟,可以進行紡織加工,制品有線、繩、帶、布和氈等。碳纖維也可以和玻璃纖維、尼龍纖維等混合編織各種制品。










































