碳纤维

碳纤维－－是由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的。其结果是除碳以外的所有元素都予以去除。碳纤维还是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。碳纤维研制和应用可以追溯到1850年的碳素灯丝，此后的研究应用一直处于停滞状态，到上世纪五十年代随着工业技术的发展和军事工业的要求，碳纤维的研制和生产，相继解决了原丝的选择和高温碳化的工业生产工艺，使碳纤维应用才进入到一个新阶段。首先是在航空航天等军事领域的应用，逐步扩展到民用工业，而真正用于建筑工程结构加固也就只有近十多来年的历史。碳纤维和石墨纤维一般统称为碳纤维，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高温高压下才能熔融，不可能直接从碳元素制取碳纤维，理论上任何有机纤维经碳化后均可制成碳纤维，实际上目前具有工业意义的原丝仅有聚丙烯腈纤维(PAN)和中间相沥青，各国生产碳纤维主要是以聚丙烯腈纤维为原料，经过高温碳化等特殊工艺加工成极细的纤维丝(直径5~10μm)，提高单丝强度，使一定量纤维的表面积增大很多，更利于加强与树脂胶的结合。

查看碳纤维全部详情 >>