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碳纖維就是纖維狀的碳，它是一種比強(qiáng)度比鋼大，比重比鋁輕 的工程材料，它在力學(xué)，電學(xué)，熱學(xué)等方面有許多特殊性能，在近代工業(yè)中.特別是在國(guó)防工業(yè)中起著十分重要的作用。
碳纖維及碳纖維復(fù)合材料
元素碳即使加熱到3000℃以上也不會(huì)熔化，不可能把元素碳熔化成液體后再抽成絲。因此，碳纖維不是從煤，焦碳等 原料制成的，而是由許多含碳量高的人造纖維或合成纖維在 特定的工藝條件下碳化而制得。
碳纖維(carbon fibre)最早是愛(ài)迪生于1879年用棉絲碳化 制成的，用來(lái)制做白熾燈泡的燈絲。50年代初，隨著空間技術(shù)的發(fā)展，需要有優(yōu)良性能的結(jié)構(gòu)材料，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始重視碳纖維的研究工作，到60年代獲得迅速的發(fā)展。 目前各國(guó)工業(yè)用的碳纖維原料主要有聚丙烯腈纖維和瀝青纖維。 根據(jù)使用要求和熱處理溫度的不同，碳纖維分為耐燃纖維、碳纖維和石墨纖維。例如300～350℃熱處理時(shí)得耐燃纖維;000 ～1500℃熱處理時(shí)得碳纖維，含碳量為90～95%;碳纖維經(jīng)2000℃以上高溫處理可以制得石墨纖維，含碳量高達(dá)99%以上。
碳纖維屬于無(wú)機(jī)纖維，主要特點(diǎn)是耐高溫、質(zhì)輕、有很高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，不單獨(dú)使用，一般是加入到樹(shù)脂、金屬或陶瓷基體中制成復(fù)合材料，用于制造宇宙飛船、火箭、導(dǎo)彈、高速飛機(jī)及大型客機(jī)的外殼，此外， 這種復(fù)合材料還用于原子能、機(jī)電、化工、冶金、運(yùn)輸?shù)?工業(yè)部門(mén)及體育運(yùn)動(dòng)器具。
一、碳纖維的種類(lèi)及商品種類(lèi)
碳纖維是一個(gè)總稱(chēng)，按熱處理溫度不同，可分為三類(lèi)：
1、預(yù)氧化纖維：熱處理溫度200~400℃，
2、石墨纖維：熱處理溫度2500℃以上，
3、碳纖維：熱處理溫度800~1800℃。
預(yù)氧化纖維是一種中間產(chǎn)品，常用來(lái)織布，織帶再進(jìn)行碳化生產(chǎn)碳布，碳帶。 大量生產(chǎn)的品種為800~1900℃的碳纖維， 石墨纖維的使用場(chǎng)合較少，常把它看成碳纖維的一個(gè)品種。
二、碳纖維商品種類(lèi)：
1、短纖維：單根D=5~10微米，每股有1000~10000根單絲;
2、連續(xù)長(zhǎng)纖維：D=5~10微米，每股有1000~10000根，長(zhǎng)度100~1000米;
3、碳纖維帶：由碳纖維絲編織而成;碳纖維按性能可以分為 高強(qiáng)度、高模量碳纖維、活性碳纖維和離子交換碳纖。大絲束碳纖維是指每束碳纖維的根數(shù)等于或大于 46000—48000根，即每束≥46K一48K的碳纖維。而 1000 根、3000根、6000根、12000根以及24000根即1K、3K、 6K、12K、24K的碳纖維則稱(chēng)為小絲束碳纖維。大絲束的生產(chǎn)對(duì)前驅(qū)體要求較低，產(chǎn)品成本低，非常適合一般民用工業(yè)領(lǐng)域。而小絲束的生產(chǎn)追求高性能化，代表世界碳纖維發(fā)展的先進(jìn)水平。PAN基短碳纖維和碳繩PAN基碳纖維碳繩由碳纖維編繞而成，具有強(qiáng)度高重量輕，耐熱性好，熱膨脹 系數(shù)小等特點(diǎn)，是高溫爐隔熱材料的必備配料。還可用做導(dǎo)電電極等。
4、碳纖維布：分編織碳布和無(wú)緯布。編織布由原纖維織布再預(yù)氧化和碳化;無(wú)緯布生產(chǎn)是在專(zhuān)用的織機(jī)上對(duì)一排平鋪的原 纖維每隔一段距離加入一根緯線(xiàn)(如滌綸絲)，然后進(jìn)行連續(xù) 預(yù)氧化和碳化。無(wú)緯碳布碳化后一般馬上浸以樹(shù)脂，制成預(yù)浸膠無(wú)緯布使用。
5、碳纖維氈：由粘膠絲織成的氈，在惰性氣體中經(jīng)過(guò)受控制的碳化而制得。
碳纖維布
用PAN基碳纖維編織而成，分為發(fā)熱體碳布和保溫碳布，也作為碳/碳復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。用于各種真空爐的發(fā) 熱體，是一種性能優(yōu)異的隔熱保溫材料。
碳纖維氈
采用PAN纖維為原料，針刺成氈, 經(jīng)預(yù)氧化 、碳化等生產(chǎn) 過(guò)程而得，是新型高溫隔熱材料，廣泛應(yīng)用于各種真空電 阻爐、 感應(yīng)爐 、燒結(jié)爐內(nèi)，隔熱效果優(yōu)良。并可用于高溫氣體及熔融金屬的過(guò)濾、 電解電極、 低溫工程隔熱等方面。