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來源: 發(fā)布時間:2025-08-02

現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。制造碳纖維用的原纖維名 稱化學組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩(wěn)定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),碳化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。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。無錫定做碳纖維24小時服務

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碳素材料,按其原子在結構中排列不同,碳有三種同素異形體,即金剛石、石墨和無定形碳,它們的物理性能、化學性質及用途也各不相同。1、金剛石 :是所知自然界中**硬的物質,其晶體構造基本上為面心立方格子,每個碳原子都被周圍四個碳原子所圍繞,以共價鍵相連,強度高,莫氏硬度為10,所以通常用作切削、磨削和切割材料。當金剛石中含有微量雜質時,有半導體的性能,可以做高溫整流器或固體微波器件等。天然金剛石又是貴重寶石(金剛鉆)。金剛石分為Ⅰ型、Ⅱ型和六方型三種。Ⅰ型的雜質含量較高,其中氮的含量在0.0025%~0.2%,絕大多數(shù)天然金剛石屬此型。Ⅱ 型是極純的金剛石,結晶完整,氮的含量少于0.001%,導熱性良好,具有半導體性能。天然金剛石中1%~2%屬此型。用特殊的人工方法(如超高壓高溫法)可以將非金剛石結構的碳轉化為金剛石,即人造金剛石。宜興挑選碳纖維供應商家若依原料可分為纖維素纖維系之嫘縈(Rayon)系與木質(Lignin)系;

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另一種制造碳纖維的方法是氣相生長法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,于1000℃高溫下反應,可制得不連續(xù)的短切碳纖維,最大長度可達50cm。其結構不同于聚丙烯腈基或瀝青基碳纖維,易石墨化,力學性能良好,導電性高,易形成層間化合物。(見氣相生長炭纖維)分類及命名現(xiàn)在碳纖維的主要產(chǎn)品有聚丙烯腈基,瀝青基及黏膠基3大類,每一類產(chǎn)品又因原纖維種類、工藝及**終碳纖維性能等不同,又分成許多品種。“碳纖維”一詞實際上是多種碳纖維的總稱,因此分類及命名就十分重要。

活性碳纖維的前軀體為碳纖維或各類預氧化纖維,其主要成分為碳材料。常用的活性碳纖維制備即活化方法按活化劑的不同,分為氣體活化法和化學試劑活化法兩種。氣體活化法以水蒸汽、二氧化碳或微量空氣為氧化介質,使碳材料中無序碳部分氧化刻蝕成孔,這種方法使用的比較多,研究的也較為清楚;化學試劑活化法用化學藥劑浸泡碳材料,在加熱活化過程中,使其中的碳元素以一氧化碳、二氧化碳等小分子形式逸出,常用的化學藥劑有ZnCl2、KOH等,由于這種方法產(chǎn)生的活性碳纖維性能不穩(wěn)定,所以較少使用。 [3]高模量級(UHM):模量在395GPa以上;

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石墨礦有晶質和隱晶質之分。晶質石墨礦有致密結晶和鱗片結晶兩種,前者晶粒大于0.1mm,含碳量在60%~65%,甚至高達80%~90%,但可塑性、可浮選性差。鱗片結晶石墨礦的品位雖低(3%~5%或10%~25%),但性能好。隱晶質石墨又稱土狀石墨,含碳量可高達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90%,有些制品還需采用化學提純,使含碳量提高到97%~99%或高溫提純至99.9%。其優(yōu)點是重量輕,抗張強度高,在所有密度低的人造合成手柄材料中,碳纖可能是堅固的。無錫定做碳纖維24小時服務

為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。無錫定做碳纖維24小時服務

1981年起瀝青科學取得重大進展,開發(fā)出幾種調制中間相瀝青的新工藝,如日本九州工業(yè)試驗所的預中間相法,美國EXXON公司的新中間相法,日本群馬大學開發(fā)的潛在中間相法,促進了高性能瀝青基碳纖維的開發(fā)。隨后日本三菱化成化學公司、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。其特點是模量增高的同時也增**度。20世紀80年代是瀝青基碳纖維的興旺發(fā)展時期。黏膠基碳纖維自20世紀60年代中期以后沒有發(fā)展,*生產(chǎn)少量產(chǎn)品供**及特種部門使用。無錫定做碳纖維24小時服務

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