碳纤维从上世纪50年代开始受到人们的关注,70年代以后飞速发展,年产量达到300吨,80年代后成为一项新颖的独立工业,90年代以后涉及的领域增多,现在已经使用在体育用品、航天航空、医疗器材、军事安全等多个方面。碳纤维复合材料在之前还有一种说法是,碳纤维制品与同等质量的金属材料相比,碳纤维的强度等于金属强度的12陪。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。碳纤维的优势非常多,包括(bāo kuò)模量大、耐高温、耐腐化侵蚀
、强度大、重量轻等,但是也有一些不如意的地方,本文就来说说它在哪些方面还有待提高。
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决定碳纤维产品(Product)重量的是它的原丝,如果在制造的过程(guò chéng)中原丝存在缺陷,那么便不可能知道高质量的材料(Material)。碳纤维复合材料在之前还有一种说法是,碳纤维制品与同等质量的金属材料相比,碳纤维的强度等于金属强度的12陪。碳纤维复合材料此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。碳纤维手机壳是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。沥青基碳纤维,原料的价格较低,能省去不少成本,但原料的组成不均匀,不能制得优质的原丝。粘胶基碳纤维,它有着基本的石墨结构,这是制造碳纤维所必须的,不好的地方是质量的不稳定(wěn dìng),特别是强度的不均匀。 上面说到原丝的不同会影响(influence)到碳丝质量的不均,所以在技术方面,需要把控好,把碳纤维的强度、弹性模量等性能的不均率控制(control)到最小,让同一批生产出来的材料(Material)尽可能接近。另外,碳纤维使用的领域不同,对材料也有不同的需求,有些需要强度特别大的,有些需要耐高温的,生产的时候,可以通过(tōng guò)改变浸渍法、温度、步骤等达到所需的要求。 为了提高碳纤维的性能,人们还研发了碳纤维复合材料,就是把它和树脂、陶瓷(原料:非金属矿物)、塑料等其它材料结合在共同使用,我们现在常用的碳纤维管、碳纤维布等通常都是碳纤维和树脂复合后的材料,的另一篇文章这篇就详细(xiáng xì)介绍了它的优点,感兴趣的话可以看一看。
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