吉林大學(xué)生物系關(guān)于碳纖維材料介紹擴(kuò)展閱讀

1、碳纖維材料機(jī)械工程材料成分結(jié)構(gòu)1碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說成分結(jié)構(gòu) 碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨(C原子層狀排列)，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。 碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的79倍，抗拉彈性模量為230430Gpa亦高于鋼。因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重

2、愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，從這個意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說化學(xué)性質(zhì)2碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說化學(xué)性質(zhì) 碳纖維是含碳量高于90%的無機(jī)高分子纖維 。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表

3、面處理。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維的分類3碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說 按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（MPa）、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。強(qiáng)度大于4000MPa的又稱為超高強(qiáng)型；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展，還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維，其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。碳纖維

4、的分類劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說 4碳纖維的特性碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維是高級復(fù)合材料的增強(qiáng)材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、耐化學(xué)腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)點(diǎn)。一、輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量 碳纖維的密度是1.6-2.5g/cm3，碳纖維拉伸強(qiáng)度在2.2Gpa以上。因此，具有高的比強(qiáng)度和比模量，它比絕大多數(shù)金屬的比強(qiáng)度高7倍以上，比模量為金屬的5倍以上。由于這個優(yōu)點(diǎn)，其復(fù)合材料可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、運(yùn)動器材等。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳

5、纖維材料的強(qiáng)度測試劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說二、熱膨脹系數(shù)小 絕大多數(shù)碳纖維本身的熱膨脹系數(shù)，室內(nèi)為負(fù)數(shù)（-0.5-1.6）10-6/K，在200400時為零，在小于1000時為1.510-6/K。由它制成的復(fù)合材料膨脹系數(shù)自然比較穩(wěn)定，可作為標(biāo)準(zhǔn)衡器具。三、導(dǎo)熱性好 通常無機(jī)和有機(jī)材料的導(dǎo)熱性均較差，但碳纖維的導(dǎo)熱性接近于鋼鐵。利用這一優(yōu)點(diǎn)可作為太陽能集熱器材料、傳熱均勻的導(dǎo)熱殼體材料。碳纖維數(shù)顯卡尺劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說四、耐化學(xué)腐蝕性好 從碳纖維的成分可以看出，它幾乎是純碳，而碳又是最穩(wěn)定的元

6、素之一。它除對強(qiáng)氧化酸以外，對酸、堿和有機(jī)化學(xué)藥品都很穩(wěn)定，可以制成各種各樣的化學(xué)防腐制品。我國已從事這方面的應(yīng)用研究，隨著今后碳纖維的價格不斷降低，其應(yīng)用范圍會越來越廣。五、耐磨性好 碳纖維與金屬對磨時，很少磨損，用碳纖維來取代石棉制成高級的摩檫材料，已作為飛機(jī)和汽車的剎車片材料。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說六、耐高溫性能好 碳纖維在400以下性能非常穩(wěn)定，甚至在1000時仍無太大變化。復(fù)合材料耐高溫性能主要取決于基體的耐熱性，樹脂基復(fù)合材料其長期耐熱性只達(dá)300左右，陶瓷基、碳基和金屬基的復(fù)合材料耐高溫性能可與碳纖維本身匹配。因此碳纖維復(fù)合材料作

7、為耐高溫材料廣泛用于航空航天工業(yè)。七、突出的阻尼與優(yōu)良的透聲納 利用這二種特點(diǎn)可作為潛艇的結(jié)構(gòu)材料，如潛艇的聲納導(dǎo)流罩等。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說八、高X射線透射率 此特點(diǎn)已經(jīng)在醫(yī)療器材中得到應(yīng)用。九、疲勞強(qiáng)度高 碳纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，制成的復(fù)合材料，經(jīng)應(yīng)力疲勞數(shù)百萬次的循環(huán)試驗(yàn)后，其強(qiáng)度保留率仍有60%，而鋼材為40%，鋁材為30%，而玻璃鋼則只有20%-25%.因此設(shè)計制品所取的安全系數(shù)，碳纖維復(fù)合材料為最低。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說5應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫

8、龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維三腳架碳纖維自行車碳纖維應(yīng)用實(shí)例碳纖維在日常生活中的運(yùn)用碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。在多個領(lǐng)域都出現(xiàn)了碳纖維材料的身影，比如說滑雪板、棒球棒、賽車、自行車以及各種體育服裝用品中。碳纖維外殼的Thinkpad劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維應(yīng)用實(shí)例碳纖維醫(yī)療填平床板太陽能熱水器集熱管劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維應(yīng)用實(shí)例碳纖維在工業(yè)中的應(yīng)用 傳統(tǒng)使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨(dú)使用，多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)

9、合材料。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維應(yīng)用實(shí)例 現(xiàn)在的F1（世界一級方程錦標(biāo)賽）賽車，車身大部分結(jié)構(gòu)都用碳纖維材料。頂級跑車的一大賣點(diǎn)也是周身使用碳纖維，用以提高氣動性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維應(yīng)用實(shí)例蘭博基尼生產(chǎn)中使用的碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維箭桿碳纖維加熱管碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線碳纖

10、維應(yīng)用實(shí)例 碳纖維由于具有強(qiáng)度高、重量輕、耐熱性好、抗熱沖擊性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)產(chǎn)品和日常生活用品中。碳纖維床墊劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維應(yīng)用實(shí)例 碳纖維用作加固材料目前的日本國內(nèi)，絕大多數(shù)的建筑，公路，橋梁都已經(jīng)使用到了碳纖維材料作為建筑結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)材料，這一材料的使用，使得日本國內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)的抗震防裂級別又提升了一個檔次。劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說6碳纖維的缺點(diǎn)碳纖維材料劫龍變/shuhuangla/6/6319/劫龍變青狐妖塔讀 txt小說碳纖維的缺點(diǎn)1、復(fù)雜的應(yīng)力計算 碳纖維的特點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度強(qiáng)，但剪斷強(qiáng)度弱，加工時需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計算(縱剛性、橫剛性)，根據(jù)計算把碳纖維片重疊成型。2、難于更改尺寸 由于作好模具后成型，難于更改尺寸。無法相應(yīng)多尺寸多款式的訂單。 3、老化很多使用者發(fā)現(xiàn)碳纖維產(chǎn)品放置在陽