碳纤维是什么材料组成的(碳纤维丝是什么材料)
本文目录
- 碳纤维是什么材料组成的
- 什么是碳纤维它与钢铁的性能有什么不同
- 碳纤维是高分子材料吗
- 碳纤维主要原材料是什么
- 碳纤维材料的特点是什么
碳纤维是什么材料组成的
碳纤维是由碳元素组成的特种纤维。主要使用的原材料为腈纶和粘胶纤维，再经过高温的氧化碳化而成。它的含碳量在90%以上，属于高强度的高模量纤维，是所有耐高温化纤材料之首。
什么是碳纤维它与钢铁的性能有什么不同
碳纤维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。碳纤维是含碳量高于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PAN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。碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前，以美国为首的巴黎统筹委员会(COCOM)，对当时的社会主义国家实行禁运封锁政策，1994年3月，COCOM虽然已解散，但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空，先进的碳纤维技术仍引不进来，特别是高性能PAN基原丝技术，即使我国进入WTO，形势也不会发生大的变化。因此，除了国人继续自力更生发展碳纤维工业外，别无其它选择。因此，国外尤其是碳纤维生产技术领先的日韩等国对中国的碳纤维材料及制品的出口一直保持相当谨慎的态度，只有为数很少的中国企业能够与其建立合作关系，拥有其产品的进口渠道。
碳纤维是高分子材料吗
碳纤维不是有机高分子材料，碳纤维是一种无机高分子材料，是纤维状的碳材料，在化学组成上，碳纤维的碳元素占总质量的90%以上，碳纤维有着耐高温，耐摩擦，而且导电，导热及耐腐蚀等优良的我，同时碳纤维还有着各向异性，柔软，可以加工成各种物品。
碳纤维主要由碳元素组成：
具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
碳纤维主要原材料是什么
碳纤维主要是腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。
碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
扩展资料：
人造纤维主要有粘胶纤维、硝酸酯纤维、醋酯纤维、铜铵纤维和人造蛋白纤维等，其中粘胶纤维又分普通粘胶纤维和有突出性能的新型粘胶纤维（如高湿模量纤维、超强粘胶纤维和永久卷曲粘胶纤维等）。
合成纤维主要有聚酰胺6纤维（中国称锦纶或尼龙6），聚丙烯腈纤维（中国称腈纶），聚酯纤维（中国称涤纶），聚丙烯纤维（中国称丙纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（中国称维纶）以及特种纤维（包括用四氟乙烯聚合制成的耐腐蚀纤维。
耐200℃以上温度的耐高温纤维，强度大于10克／旦、模量大于200克／旦的高强度、高模量纤维，以及难燃纤维、弹性体纤维、功能纤维等）。
20世纪50年代开展合成纤维的改性研究，主要是用物理或化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静电、抗燃、抗污、抗起球等性质，同时还增加了化学纤维的品种。
参考资料来源：百度百科——碳纤维
碳纤维材料的特点是什么
碳纤维材料是目前比较流行的一种新型材料，含碳量很高，具有很多特性和优点，它的质量比其他的金属材料都要轻很多，而且可以耐高温，主要应用在国防方面和民用方面，它既有碳材料的坚固，又有纤维材料的柔软，加工比较方便，而且实用性能十分的优秀，是现在应用十分广泛的新型材料。有很多人对碳纤维材料不是很了解，下面就是碳纤维材料的特点。
强抗拉力特性
碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。
柔软可加工性
碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外，碳纤维编织布其外形有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
耐低温特性
另外碳纤维还具有良好的耐低温性能，如在液氮温度下也不脆化。
容易氧化
碳纤维是含碳量高于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。
上面是碳纤维材料最明显的特点，也是应用最广泛的特性，碳纤维材料的抗拉力特别强，可以拉伸到很大的程度，这一定是其他的材料所不具备的，很多材料在拉伸到一定的程度的时候就会开裂，但是碳纤维材料不会出现这方面的情况，所以给加工带来了很多的方便快捷，碳纤维材料具有纤维的柔软特性，而且重量很轻，所以很多先进的加工产品都是实用碳纤维材料制成。
