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粘膠基碳纖維是一種怎么樣的材料

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-06-30【

  早在1950年,美國就開始研制粘膠基碳(C)纖維,它的主要化學成分是纖維素(cellulose),而纖維素是自然界最大的一類有機化合物。碳纖維復合材料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。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。纖維素基本單元中有三個羥基(hydroxyl)、一個伯羥基和二個仲羥基,可吸附10%-14%的水分,結構單元中氧(Oxygen)含且高達49.39%,如果氧都以水的形式脫除,理想的碳化收率是44.4%,但實際碳化收率僅10%-30%。因為它的工藝條件苛刻(指過于嚴厲、刻薄),所以碳化率會低一些。

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    粘膠基碳(C)纖維的制造工藝流程(liú chéng)簡單來說為:粘膠原絲→加捻(niǎn)→穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)化浸漬→干燥、預氧(Oxygen)化→低溫碳化→卷繞→高溫碳化→表面處理(chǔ lǐ)→洛筒→成品。和PAN基碳纖維生產(Produce)工藝相比較,增加了加捻、穩定化處理工藝,因為粘膠纖維含水量多,在穩定化工序中加入適當的無機或有機催化劑,降低(reduce)熱裂解熱和活化能,緩解脫水反應。在催化劑作用下,白色粘膠纖維經過脫水、熱裂解和結構的轉化,變為黑色預氧(Oxygen)化纖維,提高了耐熱性。高溫碳化在一個襯石墨(化學式C )的碳化爐中進行,溫度(temperature)控制(control)在1400℃-2400℃,可獲得含碳量為90%~99%的碳纖維。     粘膠基碳纖維的工藝條件苛刻(指過于嚴厲、刻薄),碳化率低、相對成本大,綜合性(integrity)能指數又比PAN基碳纖維差,所以隨著PAN基碳纖維的飛速發展,它更是被人們所忽視。但是粘膠基碳纖維在結構和性能有著不可取代的作用,因此還保留近百噸的生產量。粘膠基碳纖維有哪些特性

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