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一、碳纤维及其复合材料
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。同时,CFRP的阻尼性好,可延长肠线与球的接触时间,使网球获得较大的加速度。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小,因此有很高的“比强度”。碳纤维属于聚合物碳,是有机纤维经固相反应转变为纤维状的无机碳化合物。碳纤维复合材料已广泛应用于民用大飞机,欧洲空中客车A380使用复合材料达25%左右,美国波音梦幻客机B787使用复合材料达50%。碳纤维是一种新型非金属材料,它和它的复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能,碳纤维单独使用时主要是利用其耐热性、耐蚀性、导电性和其它性质。、高质量的碳纤维,以满足和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
一、生产方法
目前,工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚腈(PAN)基碳纤维、
沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。碳纤维生产就是不断除去杂质元素(主要为H、N、O、K、Na),减少缺陷,净化、重整碳链的过程。但中国国内也正掀起一股碳纤维产业热据不完全统计,至2009年3月,国内有数十家企业介入碳纤维或PAN原丝生产,已建成碳纤维年生产能力3000多t,在建1。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制处理复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展;由聚腈纤维原丝可制得的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中碳纤维技术更是被西方国家垄断和。
碳纤维及其复合材料的应用领域
类别
应 用
领 域
利用碳纤维的特性
航天航空
飞机
一次结构材料;主翼、尾翼、机体
二次结构材料;辅翼、方向舵、升降舵
内装饰材料:舵底板、行李架、厕所、座椅
制动刹车盘、刹车片
隐身材料:结构隐身材料
轻量化、耐疲劳、耐热性
宇宙
:抛物面天线、太阳能电池梁、壳体结构材料,航天飞机:机翼、头锥、刹车盘
耐磨损、导热性
、火箭
喷管、发动机罩、防热材料、仪器舱、发射筒
轻量化、耐烧蚀、耐热
其他
宇宙空间站、发电站、太空望远镜
轻量化、尺寸稳定性、耐热
文体器材
钓具
网拍类
高尔夫球
其他
钓竿、滑轮
网球拍、羽毛球拍
高尔夫球杆、棒头
冰球棒、滑雪板、自行车、、赛艇、游艇、划艇、
水上划艇、、乒乓球拍、冰球鞋
轻量化、刚敏感性,
吸能减震性
3k碳纤维制品
碳纤维制作机械手臂有哪些优势
传统金属材料重z大且不耐疲劳,在制作精度较高产品时会因材料的变形影响机械臂的定位,制作出的产品会有较大的误差。原苏联开始主要研究以人丝为原料制造碳纤维,后转向PAN基碳纤维。碳纤维复合材料制作出的机械臂能够弥补金属材料机械臂的不足,碳纤维复合材料的力学性能十分突出,基本上不会产生弯曲变形现象,并且,碳纤维复合材料热膨胀系数小,基本不会随工作温度的变化发生变形,尺寸稳定,保证操作精度。