碳纖維增強材料

1、新型復(fù)合材料及其應(yīng)用新型復(fù)合材料及其應(yīng)用碳纖維增強材料碳纖維增強材料前言：1、碳纖維的概述碳纖維是有機纖維在惰性氣氛中經(jīng)高溫炭化而成的纖維狀碳化合物，其含碳量在90％以上。由于碳纖維具有高的比強度和高模量而受到重視，被大量用于復(fù)合材料的增強材料。用碳纖維制成的的樹脂基復(fù)合材料比模量比鋼和鋁合金高5倍，比強度也高3倍以上除了優(yōu)異的力學(xué)性能外，碳纖維還兼具其他多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱傳導(dǎo)性

2、高、熱膨脹系數(shù)低、光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等。作為高性能纖維的一種，碳纖維既有碳材料的固有特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是先進復(fù)合材料最重要的增強材料，已在軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，從航天、航空、汽車、電子、機械、化工、輕紡等民用工業(yè)到運動器材和休閑用品等。因此，碳纖維被認(rèn)為是高科技領(lǐng)域中新型工業(yè)材料的典型代表，為世人所矚目。碳纖維產(chǎn)業(yè)在發(fā)達國家支柱產(chǎn)業(yè)升級乃至國民經(jīng)濟整體素質(zhì)提高方面，發(fā)揮著非常重要的作用，對

3、我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和傳統(tǒng)材料的更新?lián)Q代也有重要意義，對國防軍工和國民經(jīng)濟有舉足輕重的影響。1.1國內(nèi)外碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1國外碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀目前世界各國發(fā)展的主要是PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維。國外PAN基碳纖維的研究與開發(fā)開始于20世紀(jì)60年代。起初，碳纖維主要用于軍工和宇航，經(jīng)過40余年的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域擴大〔1〕。世界PAN基碳纖維生產(chǎn)廠商主要有日本Tay（東麗）、Toho（東邦）、Mitsub

4、ishiRayon（三菱人造絲），美國Hexcel（赫克塞爾）、Amoco（阿莫科）和Zoltek（卓爾泰克）等公司。瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商有日本MitsubishiChem（三菱化學(xué)）、Kureha（吳羽）、Donac與美國Amoco公司大，已超過前兩者。特別是隨著大絲束碳纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，其價格將不斷降低，民用工業(yè)用量將繼續(xù)保持大幅度增加的趨勢。2、碳纖維的分類與制造2.1碳纖維的分類碳纖維一般可根據(jù)原絲的類型、碳纖維的性能和用途

5、進行分類。2.1.1根據(jù)碳纖維的性能分類：A、高性能碳纖維，高性能碳纖維中有高強度碳纖維（HS）、超高強度碳纖維（VHS）、高模量碳纖維（HM）和中高模量碳纖維（MM）等。B、低性能碳纖維，這類碳纖維有耐火纖維、碳質(zhì)纖維、石墨纖維等。2.1.2根據(jù)原絲類型分類：A、聚丙烯腈基碳纖維；B、黏膠基碳纖維；C、瀝青基碳纖維；D、木質(zhì)素纖維基碳纖維；2.1.3根據(jù)碳纖維的功能分類:A、受力結(jié)構(gòu)用碳纖維；E、潤滑用碳纖維B、耐焰碳纖維；F、耐磨用