碳纤维是什么材料
碳纤维是复合材料
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的储存量和运算速度;用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中,北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路。
目前,人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在稀有气体的气氛中,在一定压强下强热炭化而成
碳纤维是纤维状的碳材料,其化学组成中含碳量在90%以上。由于碳的单质在高温下不能熔化(在3800K以上升华),而在各种溶剂中都不溶解,所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。
碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。其产生的步骤为A预氧化:在空气中加热,维持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构,以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。B碳化:在惰性气氛中加热至1200-1600度,维持数分至数十分钟,就可生成产品碳纤维;所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气,但一般多用高纯氮气。C石墨化:再在惰性气氛(一般为高纯氩气)加热至2000-3000度,维持数秒至数十秒钟;这样生成的碳纤维也称石墨纤维。
碳纤维有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数),一般仅约为19克;拉力高达300KG/MM2;还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。
目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越,用途非常广泛,如制造火箭、宇宙飞船等重要材料;制造喷气式发动机;制造耐腐蚀化工设备等。
羽毛球:现在大部分羽毛球拍杆由碳纤维制成。
【碳纤维】
carbonfibre
含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
碳纤维由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维。
塑料与碳纤维哪个便宜
还是取决于你的零件形状强度要求精度要求成形工艺以及你的零件成本考虑
如果是强度要求不高零件非常复杂精度尚可光敏树脂3d打印了解下打印完的表面质量还不错
如果是不差钱零件非常复杂精度要求一般推荐拓扑结构优化+金属3d打印钛合金铝合金都可以
如果批量大且零件便于分模设计成本最低推荐开模具塑料注塑
碳纤维小件除非是壳体结构不推荐用毕竟碳纤维件性能如何还是要看成形工艺的而且往往零件形状会限制你能使用的工艺碳纤维的优势是比强度比模量高除非你零件要用的地方对重量特别敏感或者零件是一个大的薄壁结构或者是需要零件具有各向异性要不然还是算了……一套搞下来成本不低……
不过如果零件批量小另说如果就做几个形状还不复杂自己做一个玻璃钢模具成本是比较低的另外推荐下玻璃纤维比碳纤便宜的多性能是差一些但如果工艺手糊啥的差的不多
手糊不能把碳纤维的性能完全发挥出来真空灌注表面质量好做装饰件不错但依然不能发挥出碳纤维性能
模压/热压罐才是王道树脂含量尽可能低还能依靠铺层来设计零件的各向异性但除掉航空上边也一般没人用太贵了……
碳纤维塑料的性质
碳纤维不是塑料,它的主要成分就是碳,看上去就是黑乎乎的一大堆。它的主要用途是作为塑料的增强剂,掺在塑料里面形成碳纤维增强塑料(carbonfiberreinforcedplastic,简称CFRP)。所以,碳纤维不是塑料,那位学工程的可能是习惯把CFRP简称为碳纤维。
碳纤维可以归纳为塑料的一种吗
碳纤维并不是塑料的一种,它是一种由碳原子构成的高强度纤维材料。与塑料不同的是,碳纤维具有非常高的强度和刚度,同时具有较轻的重量。它常用于航空航天、汽车、体育器材等领域。虽然碳纤维和塑料都是塑性材料,但它们的性质和用途有着显著的差别,因此不能简单地归纳为塑料的一种。碳纤维和塑料都具有各自独特的特性和应用领域。
碳纤维是什么材料呢
目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料这种复合材料来应用碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维
研究国产碳纤维桩材料的细胞毒性.方法采用MTT比色法检测碳纤维桩材料对小鼠成纤维细胞L-929活性与增殖的影响,计算相对增殖率RGR,评价其细胞毒性.结果国产碳纤维桩材料的RGR值均>75%,且RGR值依次增加,细胞毒性均为1级.结论国产碳纤维桩材料均无明显细胞毒性,其中一种材料的细胞相容性最好此外碳纤维合成塑胶遇意外燃烧时,会产生高毒性浓烟和碳银粒子
可见碳纤维是一种在特殊条件下会产生低毒的.
所以一般情况下是不会危害人体的
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