碳纤维的简单介绍

　　碳材料(Material)家族成员众多，其中包括(bāo kuò)宏观尺度的焦碳、金刚石、膨胀石墨、碳纤维及纳米尺度的碳纳米管、富勒烯和石墨烯。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。碳纤维手机壳外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。其中焦炭主要应用于高炉炼铁、机械铸造、电石生产、化肥化工制气等，真正用于材料(Material)制备的则是膨胀石墨、碳纤维及各种纳米碳材料(Material)。这些碳材料(Material)或作为填体成为复合材料(Material)的一部分，或者本身通过(tōng guò)编织、模压等工艺成为密封材料、建筑材料等一系列生产生活中随处可见的产品(Product)。

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  　　碳纤维是一种比铝轻、比钢强、比人发细、含碳量大于90%的纤维状碳材料(Material)。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。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。它具有高冲击强度、高拉伸模量、低密度、耐高温、抗烧蚀、耐腐化侵蚀 、高电导和热导、低热膨胀、自润滑和生物相容性好等优良性能。大多数碳纤维由不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列而成，是由sp^2杂化组成的六角形网面层状堆积物，碳原子所组成的微晶是碳纤维的显微结构单元，层间距约为0. 3360~0.3440mm，各平行层堆积不规则，缺乏三维有序排列，呈乱层结构。当碳纤维经过高温退火(annealing)，经历2500℃以上的高温。碳包含比重大于99%，层间距随之最大化减少，说明碳原子已出乱层结构向三维有序的石墨结构转化，形成类石墨结构。这两类纤维在中国和美国按热处理(chǔ lǐ)温度的不同分为碳纤维和石墨纤维，而在日本和欧洲则习惯统称为碳纤维。   　　碳纤维经过18世纪初被发明用来替代灯丝后，目前一般应用于纺织、材料(Material)、军事、宇航、原子能等各个领城。自碳纤维伴随航天科技而开始大规模发展以来，其产量平均每年均以15%以上的速度增长，到1990年时统计世界碳纤维总产最为10496t，之后为了适应一般工业用碳纤维的需求，其产业转向大丝束方向发展并将生产规模从百吨级扩大至千吨级规模。碳纤维材料的概述