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來源: 發(fā)布時間:2025-04-22

國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家已將無損檢測和質(zhì)量控制在碳素材料研究與應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的投入,并取得了積極的結(jié)果。一些國家超聲波檢測碳制品質(zhì)量結(jié)果表明,超聲波在碳制品中的傳播速度與碳制品氣孔大小、材料體積密度和彈性模量密切相關(guān), 并取得了一些有規(guī)律的技術(shù)參數(shù),將其應(yīng)用于碳素制品質(zhì)量檢測,取得了可行性結(jié)論。但由于超聲波在碳制品中的衰減比較復(fù)雜,所以對缺陷等的判斷還要靠實踐經(jīng)驗的總結(jié)和積累。還有一些國家采用聲發(fā)射方法來檢測,但聲發(fā)射法要求碳素制品有外界激勵,對非工作狀態(tài)的碳素制品檢測無能為力。一些重要的高性能商品名稱及性能,可見聚丙烯腈基炭纖維和瀝青基炭纖維?;萆絽^(qū)優(yōu)勢碳纖維圖片

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在第三次國際碳纖維會議上(1985年,倫敦),曾建議按力學(xué)性能將碳纖維分成下列5級。超高模量級(UHM):模量在395GPa以上;高模量級(HM):模量在310~395GPa間;中模量級(IM):模量在255~310GPa間;超**度級(UHT):強(qiáng)度在3.5GPa以上,模量在255GPa以下;**度級(HT):強(qiáng)度達(dá)3.5GPa。這兩種分級法都有不足之處?,F(xiàn)在高性能碳纖維產(chǎn)品分類由制造商自行標(biāo)明:原纖維種類、單絲孔數(shù)、直徑、排列方式(如平行、纏結(jié)、加捻等),有無表面處理(及其種類),有無上漿(及漿劑種類)等。一些重要的高性能商品名稱及性能,可見聚丙烯腈基炭纖維和瀝青基炭纖維。宜興挑選碳纖維銷售廠高模數(shù)者,則強(qiáng)力在150㎏/㎜2以上,模數(shù)在17000㎏/㎜2以上時稱之。

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活性炭纖維孔徑小且分布窄,吸附速度快,吸附量大,容易再生。與粉狀(5nm~30nm)活性炭相比,活性炭纖維在使用過程中產(chǎn)生的微粉塵少,可制成紗、線、織物、氈等多種形態(tài)的制品,使用時更加靈活方便?;钚蕴坷w維被認(rèn)為是21世紀(jì)相當(dāng)***的環(huán)保材料之一,在氣體和液體凈化、有害氣體及液體吸附處理、溶劑回收、功能電極材料等方面已得到成功應(yīng)用。飲用水的凈化隨著工業(yè)的發(fā)展與都市人口的密集,水的污染越來越嚴(yán)重,都市區(qū)內(nèi)的生活廢水處理量已越來越大。在廢水中特別是工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物有大量增加的趨勢,并且化工、冶金、煉焦、輕工等產(chǎn)業(yè)中的廢水為**主要的污染源,其含有的有毒物和有害物已在對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。

石墨礦有晶質(zhì)和隱晶質(zhì)之分。晶質(zhì)石墨礦有致密結(jié)晶和鱗片結(jié)晶兩種,前者晶粒大于0.1mm,含碳量在60%~65%,甚至高達(dá)80%~90%,但可塑性、可浮選性差。鱗片結(jié)晶石墨礦的品位雖低(3%~5%或10%~25%),但性能好。隱晶質(zhì)石墨又稱土狀石墨,含碳量可高達(dá)90%以上,但性能差。世界上所產(chǎn)石墨半數(shù)為土狀。蘇聯(lián)是石墨礦儲量和產(chǎn)量比較大的國家。中國石墨資源也較豐富,多半是鱗片和隱晶石墨。由于石墨礦品位不高,需經(jīng)選礦和提純,常用的浮選法(石墨為疏水性)和重選法(石墨相對密度小,為1.9~2.3),可使成品中的含碳量達(dá)90%,有些制品還需采用化學(xué)提純,使含碳量提高到97%~99%或高溫提純至99.9%。碳纖維的密度小,因此比強(qiáng)度和比模量高。

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20世紀(jì)90年代初,高性能及超高性能炭纖維已問世,預(yù)料今后工作將致力于完善工藝、擴(kuò)大生產(chǎn)、降低成本和開發(fā)應(yīng)用。一些特種碳纖維,如抗氧化碳纖維(以提高復(fù)合材料的使用溫度)、低纖度碳纖維(做0.035mm超薄型預(yù)浸帶用)、高導(dǎo)熱低電阻碳纖維(以滿足屏蔽電磁、射頻干擾用,并可散發(fā)多余的熱能)、低熱膨脹系數(shù)碳纖維(供衛(wèi)星天線系統(tǒng)、反射鏡等用),中空碳纖維(用于飛機(jī)制造工業(yè),提高復(fù)合材料的沖擊韌性,核反應(yīng)堆中的高溫過濾介質(zhì),分離生物分子血清和血漿用的介質(zhì))和活性碳纖維,隨著科學(xué)及工程的發(fā)展會有很大發(fā)展。氣相生長碳纖維近期內(nèi)在穩(wěn)定工藝,連續(xù)化生產(chǎn)方面會有明顯進(jìn)展,工業(yè)化生產(chǎn)的日期預(yù)料不會太遠(yuǎn)。 [3]隨后日本三菱化成化學(xué)公司、大阪煤氣公司、新日鐵公司陸續(xù)建成一批不同規(guī)格的高性能碳纖維生產(chǎn)廠?;萆絽^(qū)優(yōu)勢碳纖維圖片

若依特性則分為普通碳纖維高模數(shù)碳纖維與活性碳纖維等三種?;萆絽^(qū)優(yōu)勢碳纖維圖片

功能活性碳纖維與傳統(tǒng)的吸附劑——粒狀或粉狀活性炭相比,具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)與性能特征。ACF纖維直徑細(xì)、比表面積大、微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、孔徑小且分布窄、吸附容量大、吸脫速度快、再生容易。它對ppb級的痕量物質(zhì)吸附特別有效,亦即低濃度下吸附效率高(例如對甲苯的吸附,GAC至少為100ppm,而ACF可達(dá)10ppm。另外ACF制品濾阻、濾損小、強(qiáng)度高、不易粉化、容易處理、凈化純度高、雜質(zhì)少。ACF對各種有機(jī)和無機(jī)氣體以及水溶液中的有機(jī)物和貴重金屬離子等具有較大的吸附量和較快的吸附速度,凈化效率高。尤其聚丙烯腈基活性碳纖維(PAN-ACF)中含有氮,對硫系化合物和氮系化合物具有特殊的吸附能力,這是任何其他原料基ACF無法與其比擬的?;萆絽^(qū)優(yōu)勢碳纖維圖片

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