碳纖維制品的介紹
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碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa也高于鋼。但碳纖維材料也只是沿纖維軸方向表現出很高的強度,其耐沖擊性卻較差,容易損傷,所以在制造成為結構組件時往往利用其耐拉質輕的優勢而避免去做承受側面沖擊的部分。碳纖維復合材料有碳纖維/樹脂、碳纖維/金屬、碳纖維/碳等各種制品,其中以碳纖維增強樹脂的復合材料應用最多。玻璃纖維的比強度與碳纖維差不多,但比剛度卻低很多。顯然,碳纖維/樹脂復合材料比玻璃鋼有更優越的性能。目前碳纖維復合材料在航空工業上已得到廣泛應用,在汽車工業、原子能工業中亦逐步擴大使用范圍。利用這
種材料的高比強度、高比剛度和優異的耐蝕性,用作化工機械的高速回轉件如離心機轉鼓、泵的葉輪或壓力容器等無
疑具有良好的應用前景。
碳纖維布品牌有哪些?
碳纖維布品牌有東麗、京曼卡特科技、上海喬司微新材料科技、南京同砼建筑技術、江蘇澳盛復合材料科技。
1、東麗(中國)投資有限公司(東麗)
1985 年,東麗成立了技術中心,將其研究、開發、生產和工程部門整合在一起,并作為整個公司的技術開發總部。 如今該中心繼續鞏固和擴展了這一角色,它將日益全球化的東麗集團的研究和技術開發結合起來以開發先進的材料、開拓全新的業務。
2、京曼卡特科技有限公司(曼卡特)
南京曼卡特科技有限公司成立于2004年,是一家專業從事加固材料、機械錨栓及幕墻材料研發、生產、銷售,并為項目提供方案、技術一站式服務的高科技企業。主要產品有:碳纖維布、預埋槽道、后擴底錨栓、自切底機械錨栓。
3、上海喬司微新材料科技有限公司(喬司微)
上海喬司微主營英國進口植筋膠、化學錨栓、機械錨栓、碳纖維布等新型建筑材料。產品深得消費者市場喜愛,在消費者當中享有較高的地位,公司與多家國內零售商和代理商建立了長期穩定的合作關系。
4、南京同砼建筑技術有限公司(同砼)
南京同砼建筑技術有限公司是一家以建筑結構加固材料銷售、加固施工及設計為主的高新技術公司。擁有建設部頒發的加固補強資質,是專門從事土木行業、新技術和新工藝的研究開發、引進推廣及生產應用的綜合性企業。
5、江蘇澳盛復合材料科技有限公司(澳盛)
江蘇澳盛復合材料科技有限公司專業從事碳纖維、芳綸等高性能纖維復合材料制品的研發和生產,主要產品有:建筑加固復材、碳纖維復合電纜芯、碳纖維同步器齒環、碳纖維醫療器械(X光板、核磁共振零部件、CT床板、手術床、化療設備零件和輪椅)。
碳纖維的種類
碳纖維之種類
經高溫處理后,其含碳量超過90%以上之纖維材料,稱之為碳纖維。碳纖維之種類分類有許多方法,可依原料、特性、處理溫度與形狀來分類。若依原料可分為纖維素纖維系之嫘縈(Rayon)系與木質(Lignin)系;聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系;瀝青(Pitch)系;?酚樹脂系與?氣相碳纖系等六種。若依特性則分為普通碳纖維;高強度高模數碳纖維與活性碳纖維等三種。普通碳纖維之強力在120㎏/㎜2以下,楊氏模數(Young掇 Modulus)在10000㎏/㎜2以下者稱之;高強度高模數者,則強力在150㎏/㎜2以上,模數在17000㎏/㎜2以上時稱之。 若依加工處理溫度分類時,則可分為耐炎質;碳素質與石墨質等三種。耐炎質碳纖之處理加熱溫度為200~350℃,可供作電氣絕緣體;碳素質碳纖之處理加熱溫度為500~1500℃,可供電氣傳導性材料用;石墨質碳纖之處理加熱溫度在2000℃以上,除耐熱性與電氣傳導性提高外,亦具自我潤滑性。 若按碳纖維制品之形狀分類時,可分為棉狀短纖維;長絲狀連續纖維;纖維束(Tow);?織物;?氈毯與?編制長形物等。
碳素制品包括什么
碳素制品包括: 碳纖維、碳氈、炭素心臟瓣膜、核石墨材料、耐磨零件如機械密封環等 火箭噴火的石墨圈、石墨電極、電解用石墨陽極、石墨塊、石墨粉、模型材料、柔性石墨材料等. 碳黑、電刷、預焙陽極、活性炭、電極糊料等.
碳纖維制品的加工工藝
碳纖維制品的加工方法:纏繞、卷制、模壓、真空成型、充氣成型等. 目前民用碳纖維制品采用比較多的方法是卷制、模壓、真空成型、充氣成型.
請問:有誰知道碳素纖維是什么東西?哪里有生產的?
碳素纖維是什么東西?碳素纖維又稱碳纖維(Carbonnbsp;Fiber,簡稱CF)。在國際上被譽為“黑色黃金”,它繼石器和鋼鐵等金屬后,被國際上稱之為“第三代材料”,因為用碳纖維制成的復合材料具有極高的強度,且超輕、耐高溫高壓。碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。側圖為碳纖維布哪里有生產的?1880年美國愛迪生首先將竹子纖維碳化絲,作為電燈泡內之發光燈絲,開啟了碳纖維(Carbonnbsp;Fiber,簡稱CF)之紀元。碳纖維用在結構材料,首先問世者,則以美國Unionnbsp;Carbide公司(U.C.C.)為代表,并于1959年將嫘縈纖維為原料,經過數千百度之高溫碳化后,得到彈性率約40GPa,強度約為0.7GPa之碳纖維;爾后,1965年該公司又用相同原料于3000℃高溫下延伸,開發出絲狀高彈性率石墨化纖維,彈性率約500GPa,強度約為2.8GPa。另外,于日本大阪工業技術試驗所之進藤博士,則以Polyacrylonitrile(簡稱PAN)聚丙烯腈為原料,經過氧化與數千度之碳化工程后,得到彈性率為160GPa,強度為0.7GPa之碳纖維。1962年日本碳化公司(Nipponnbsp;Carbonnbsp;Co.)則用PAN為原料,制得低彈性系數(L.M.)之碳纖維。東麗公司亦以PAN纖維為原料,開發了高強度之CF,彈性率約為230GPa,強度約為2.8GPa,并于1966年起有每月量產1噸之規模;同時亦開發了碳化溫度2000℃以上之高彈性率CF,彈性率約400GPa,強度約為2.0GPa。于1965年,群馬大學大谷教授,利用加熱氯乙烯(Vinylnbsp;Chloride)得到之瀝青(Pitch),經過熔融紡絲、不融化與碳化工程處理后,得到普通級碳纖維;大谷教授亦可利用木質素(Lignin)為原料制作碳纖維。碳纖維之需求量雖逐漸擴大,但1991年以后冷戰結束后,軍事用途之使用量萎縮,復因泡沫經濟與景氣蕭條,供需失去平衡,產業受到沖擊。然而,美國波音公司新銳機型B777之生產,加上土木、建筑、汽車與復合材料之擴大應用,碳纖維產業逐漸緩步成長中。2.碳纖維之種類經高溫處理后,其含碳量超過90%以上之纖維材料,稱之為碳纖維。碳纖維之種類分類有許多方法,可依原料、特性、處理溫度與形狀來分類。若依原料可分為纖維素纖維系之嫘縈(Rayon)系與木質(Lignin)系;聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系;瀝青(Pitch)系;amp;#63166;酚樹脂系與amp;#63167;氣相碳纖系等六種。若依特性則分為普通碳纖維;高強度高模數碳纖維與活性碳纖維等三種。普通碳纖維之強力在120㎏/㎜2以下,楊氏模數(Young掇nbsp;Modulus)在10000㎏/㎜2以下者稱之;高強度高模數者,則強力在150㎏/㎜2以上,模數在17000㎏/㎜2以上時稱之。若依加工處理溫度分類時,則可分為耐炎質;碳素質與石墨質等三種。耐炎質碳纖之處理加熱溫度為200~350℃,可供作電氣絕緣體;碳素質碳纖之處理加熱溫度為500~1500℃,可供電氣傳導性材料用;石墨質碳纖之處理加熱溫度在2000℃以上,除耐熱性與電氣傳導性提高外,亦具自我潤滑性。若按碳纖維制品之形狀分類時,可分為棉狀短纖維;長絲狀連續纖維;纖維束(Tow);amp;#63166;織物;amp;#63167;氈毯與amp;#63168;編制長形物等。3.碳纖維之研制3.1nbsp;嫘縈系碳纖維嫘縈纖維素纖維加熱處理時不會熔融,若在無氧狀態下的不活性氣體(Inertnbsp;Gas)中加熱處理,則極易取得碳纖維。3.2nbsp;聚丙烯腈系碳纖維聚丙烯腈(PAN)系碳纖維之制造工程大致可分為聚丙烯腈纖維之制備;安定化工程(耐炎化);碳化工程;amp;#63166;表面處理與上漿工程;amp;#63167;石墨化工程等五個程序。3.3nbsp;瀝青系碳纖維原油經900℃以上之高溫提煉后的殘渣中,約含有95wt%之碳質,若以電解法去除其中之硫酸,再經水洗后可得純度極佳之瀝青(Pitch)。3.4nbsp;氣相成長碳纖維氣相成長碳
碳纖維板是什么來的?有什么特點
碳纖維制品:碳纖維加固補強單向板材,其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內固化并連續拉擠成型.采用優質碳纖維原料與良好基本樹脂,碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能.制成的碳纖維單向板材能充分發揮碳纖維的強度和彈性模量,在施工時可免除碳纖維單向織物的樹脂固化階段,強度利用效率高,施工方便.1、高強高效.抗拉強度是普通鋼材的數倍以上,彈性模量優于鋼材,具有優異的抗蠕變性能,耐腐蝕性和抗震性.2、重量輕、柔韌性好碳纖維比強度高、質量僅為鋼的1/5,有較高的韌性,可以盤卷,能以較大長度供應而無須搭接.3、施工便捷,施工質量易保證材料不用預加工,工序方便,板材允許交叉.
碳纖復合材料是怎么做的
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。 碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維,經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。 碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合,做成結構材料。碳纖維增強環氧樹脂復合材料,其比強度、比模量綜合指標,在現有結構材料中是最高的在強度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領域,在要求高溫、化學穩定性高的場合,碳纖維復合材料都頗具優勢。 碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學技術的需要而產生的,現在還廣泛應用于體育器械、紡織、化工機械及醫學領域。隨著尖端技術對新材料技術性能的要求日益苛刻,促使科技工作者不斷努力研究,碳纖維的性能也不斷完善和提高。80年代初期,高性能及超高性能的碳纖維相繼出現,這在技術上是 又一次飛躍,同時也標志著碳纖維的研究和生產已進入一個高級階段。 由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料,由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天材料。因為航天飛行器的重量每減少1公斤,就可使運載火箭減輕500公斤。同樣,飛機重量的減輕也可以節省油耗,提高航速。所以,在航空航天工業中爭相采用先進復合材料。有一種垂直起落戰斗機,它所用的碳纖維復合材料已占全機重量的1/4,占機翼重量的1/3。據報道,美國航天飛機上3只火箭推進器的關鍵部件棗噴嘴以及先進的MX導彈發射管等,都是用先進的碳纖維復合材料制成的。
碳纖維產品用于制作什么?
碳纖維是含碳量高于90%的纖維的總稱,因含碳量高而得名。碳纖維既具有元素碳的各種優良性能,如比重小、耐熱、耐熱沖擊,耐化學腐蝕和導電等,又有纖維的可繞性和優異的力學性能。特別是它的比強度和比模量高,在絕氧條件下,可耐2000℃的高溫,是一種重要的工業用纖維材料,適用于作增強復合材料、燒蝕材料和絕熱材料。它是20世紀60年代初發展起來的一種新型材料,現已成為現代社會不可缺少的一種新穎材料。
休閑產品中,最早應用PAN碳纖維的是釣魚竿。現在世界上碳纖維釣魚竿的年生產量為1200萬根左右,相當于碳纖維用量約1200噸。碳纖維在高爾夫球桿的應用是于1972年開始的,現在世界上碳纖維高爾夫球桿的年生產量約4000萬根左右,相當于2000噸碳纖維的用量。網球拍的應用是從1974年開始的,目前世界上年生產碳纖維球拍約450萬個,需碳纖維用量約500噸。在其他方面,碳纖維還廣泛應用于滑雪板、雪船、滑雪桿、棒球棒、公路賽以及船舶類體育用品。
人們認識到了碳纖維輕量化、耐疲勞性和耐腐蝕性等性能,因而開始廣泛應用于航空航天行業。在宇航領域,由于高模量碳纖維的輕量性(剛性)、尺寸穩定性的導熱性,早已應用于人造衛星等方面,近年來已開始應用于銥星等通信衛星。
造型復合物主要是以短纖維的形式混入用于熱塑性樹脂中,由于具有補強、抗靜電、電磁波屏蔽效果,可廣泛應用于家用電器、辦公室機器、半導體及其相關領域。
壓力容器主要用在壓縮(CHG)罐和消防員用的空氣呼吸器,包括用CF長絲纏繞所生產的所有罐類。其他燃料容器,如CNG罐,若采用以往的金屬制造是很重的,為了使其運行距離加長,必須輕量化。因此,采用金屬加上纖維纏繞或塑料襯里的全復合材料容器正進行實用化生產應用。空氣呼吸器是去年在美國受到DOT認定的CF制品,今后其市場需求將急劇增長。
近幾年在土木建筑領域,靠碳纖維進行抗震補修和補強的施工法,公路橋的地面、橫梁、建筑物和梁、構架以及煙筒等的彎曲補強中,碳纖維的模量變得格外重要。
在渡輪、大型快艇和其他舟艇類方面,碳纖維的市場需求量正在增長。
在能源及相關領域,包括風力發電機葉片、燃料電池電極、飛輪等用途,碳纖維的成長趨勢更是強勁。雖然風力發電用途目前尚待進一步推廣,但這些應用領域都能充分發揮碳纖維的特長。
碳纖維的應用,除涉及到以往X射線醫療器械、電子器械等相關領域(除濃縮鈾的旋轉筒外)、各種機械部件、電器部件、傘類骨架、頭盔等與生活相關的用品,以及卡車的構架、車輛的結構體、冷凍箱、家用電梯等新項目。
含碳素纖維和蜂巢的復合材料有哪些特性
碳素纖維又稱碳纖維(Carbon Fiber,簡稱CF)。在國際上被譽為“黑色黃金”,它繼石器和鋼鐵等金屬后,被國際上稱之為“第三代材料”,因為用碳纖維制成的復合材料具有極高的強度,且超輕、耐高溫高壓。
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
側圖為碳纖維布.
1.由來
1880年美國愛迪生首先將竹子纖維碳化絲,作為電燈泡內之發光燈絲,開啟了碳纖維(Carbon Fiber,簡稱CF)之紀元。碳纖維用在結構材料,首先問世者,則以美國Union Carbide公司(U.C.C.)為代表,并于1959年將嫘縈纖維為原料,經過數千百度之高溫碳化后,得到彈性率約40GPa,強度約為0.7GPa之碳纖維;爾后,1965年該公司又用相同原料于3000℃高溫下延伸,開發出絲狀高彈性率石墨化纖維,彈性率約500GPa,強度約為2.8GPa。
另外,于日本大阪工業技術試驗所之進藤博士,則以Polyacrylonitrile(簡稱PAN)聚丙烯腈為原料,經過氧化與數千度之碳化工程后,得到彈性率為160GPa,強度為0.7GPa之碳纖維。1962年日本碳化公司(Nippon Carbon Co.)則用PAN為原料,制得低彈性系數(L.M.)之碳纖維。東麗公司亦以PAN纖維為原料,開發了高強度之CF,彈性率約為230GPa,強度約為2.8GPa,并于1966年起有每月量產1噸之規模;同時亦開發了碳化溫度2000℃以上之高彈性率CF,彈性率約400GPa,強度約為2.0GPa。于1965年,群馬大學大谷教授,利用加熱氯乙烯(Vinyl Chloride)得到之瀝青(Pitch),經過熔融紡絲、不融化與碳化工程處理后,得到普通級碳纖維;大谷教授亦可利用木質素(Lignin)為原料制作碳纖維。
碳纖維之需求量雖逐漸擴大,但1991年以后冷戰結束后,軍事用途之使用量萎縮,復因泡沫經濟與景氣蕭條,供需失去平衡,產業受到沖擊。然而,美國波音公司新銳機型B777之生產,加上土木、建筑、汽車與復合材料之擴大應用,碳纖維產業逐漸緩步成長中。
2.碳纖維之種類
經高溫處理后,其含碳量超過90%以上之纖維材料,稱之為碳纖維。碳纖維之種類分類有許多方法,可依原料、特性、處理溫度與形狀來分類。若依原料可分為纖維素纖維系之嫘縈(Rayon)系與木質(Lignin)系;聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系;瀝青(Pitch)系;?酚樹脂系與?氣相碳纖系等六種。若依特性則分為普通碳纖維;高強度高模數碳纖維與活性碳纖維等三種。普通碳纖維之強力在120㎏/㎜2以下,楊氏模數(Young掇 Modulus)在10000㎏/㎜2以下者稱之;高強度高模數者,則強力在150㎏/㎜2以上,模數在17000㎏/㎜2以上時稱之。
若依加工處理溫度分類時,則可分為耐炎質;碳素質與石墨質等三種。耐炎質碳纖之處理加熱溫度為200~350℃,可供作電氣絕緣體;碳素質碳纖之處理加熱溫度為500~1500℃,可供電氣傳導性材料用;石墨質碳纖之處理加熱溫度在2000℃以上,除耐熱性與電氣傳導性提高外,亦具自我潤滑性。
若按碳纖維制品之形狀分類時,可分為棉狀短纖維;長絲狀連續纖維;纖維束(Tow);?織物;?氈毯與?編制長形物等。
3.碳纖維之研制
3.1 嫘縈系碳纖維
嫘縈纖維素纖維加熱處理時不會熔融,若在無氧狀態下的不活性氣體(Inert Gas)中加熱處理,則極易取得碳纖維。
3.2 聚丙烯腈系碳纖維
聚丙烯腈(PAN)系碳纖維之制造工程大致可分為聚丙烯腈纖維之制備;安定化工程(耐炎化);碳化工程;?表面處理與上漿工程;?石墨化工程等五個程序。
3.3 瀝青系碳纖維
原油經900℃以上之高溫提煉后的殘渣中,約含有95wt%之碳質,若以電解法去除其中之硫酸,再經水洗后可得純度極佳之瀝青(Pitch)。
3.4 氣相成長碳纖維
氣相成長碳纖維有基材上成長法與流體化觸媒成長法兩種。將鐵、鈷、鎳等金屬微粒(M)加熱至1100℃,令乙炔(C2H2)熱分解脫氫形成碳素沈積成長于金屬微粒下方,形成碳纖維。為基材上成長法之簡圖,可知其間須喂入氫(H2)氣與苯(C6H6)等氣體。
3.5 活性碳纖維
目前商業化之活性碳的形態有粉末狀;顆粒狀與纖維狀等三種,其中粉末狀活性碳(Powdered Activated Carbon,簡稱PAC),大多由木屑制成,平均尺寸約為15~25μm;顆粒狀活性碳(Granular Activated Carbon,簡稱GAC),大致由煤、瀝青粉末制成,平均尺寸約為4~6㎜;纖維狀活性碳(Activated Carbon Fiber,簡稱ACF),則大多由PAN、Rayon、Pitch與Phenolic Resin等纖維制成,平均直徑約為7~15μm。
活性碳纖維之吸著性
活性碳纖維之特性,其吸著性依原料不同有所差異,其中以日本等國開發之Phenolic Resin系之效果較佳。在溶劑吸著之過程中,首先是表面質傳,再于孔洞內擴散,接著活性真吸附與多層吸附,最后形成毛細凝結,故活性碳纖維為一種優良之溶劑吸著材,甚至回收利用。同時對于空氣凈化、脫色、脫臭、醫療用衛生、防毒面具/口罩、電子材與各項污染防止過濾材等用途皆可廣泛利用。
4.結論碳素纖維每年雖呈小幅成長,但仍具穩定之特殊固定市場性與用途需求性。碳素纖維之用途依國家不同而異,美國主要發展用于國防與航天,而日本則用于運動休閑器材,在未來預期在環保用途將會大幅成長。碳素纖維依產品設計與結合特殊他種材料會展開另一新紀元。
5.碳纖維之主要用途與比例
用途 航天/船艦 工業/汽車 運動器材
國家
美國 74.40% 13.60% 12.10%
日本 4.00% 33.60% 62.40%