碳纤维

碳纤维性质、用途与生产工艺

化学性质 

碳纤维是以拉伸弹性模数和拉伸强度来区分通用型和高性能型。通用型拉伸强度1000 Mpa，拉伸弹性模数为100(Jpa左右。高性能型又有高强度和高弹性模数之分。高强度型拉伸强度为2000～5000 Mpa，拉伸弹性模数2500Pa左右。高弹性模数型拉伸强度2000 Mpa，弹性模数为350～700GPa。碳纤维耐热性能好，在-250～350℃的范围都可使用。热传导性优良。热膨胀系数低，在高温下轴向没有烧附现象。有热冲击性。在高温下隔热性能好，热容量小。电导性及耐腐蚀性良好。密度低。比强度、比弹性模数大，摩擦系数小。

用途 

与塑料或金属构成复合材料用于飞机、人造卫星元件、文体用品等。还可用作高温滤波器、防火服、屏蔽、特殊导线等。由于碳纤维在氧化气氛中易分解，所以在特殊复合材料应用上不如碳化硅纤维。

用途 

广泛应用于国防、航天航空、建筑材料、汽车工业、机械电子、化工等行业

生产方法 

碳纤维主要是用聚丙烯腈纤维和沥青纤维为原料制备。
以聚丙烯腈为原料制备碳纤维时，首先将聚丙烯腈纤维在拉伸应力作用下于200～250℃进行氧化处理．然后在800～1600℃的惰性气氛中进行碳化处理，得到石墨结构的高强度碳纤维，最后将纤维在2500～3000℃进一步热处理，使纤维中石墨晶体结构沿纤维方向取向，可制得石墨纤维。
以原油裂解的沥青直接熔融纺丝，在150～400℃下经过不溶化处理，再在800～1200℃惰性气氛中进行碳化处理，得到碳纤维。再经1500～2800℃惰性气氛中的高温石墨化处理，得到石墨纤维。

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