碳(C)纤维最早发现与1879年,由碳原子(化学式:C) 链以完美的方式方法排列组合而成。碳纤维复合材料在复合材料大家族中,纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。拥有极高的强度(strength)和硬度(Hardness),重量极轻。20世纪70年代的时候,每千克碳纤维的价格需要2000美元(USD),20世纪80年代,价格降至每千克100美元,到了2009年,全球产量达到4万吨,价格只需要25美元。专家预计,到2020年的时候它的使用量将达到14万吨,越来越受人们欢迎。
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碳(C)纤维本身的使用范围(fàn wéi)十分有限,在大多数应用中,必须先将其编织(to braid)成布再预浸如树脂(Resin)。
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。也正是因为如此,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。碳纤维复合材料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。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、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。用这种方式方法排列的碳链可以起到加固的作用,类似于钢条在钢筋(英文:steel bar)混凝土(Concrete)中起到支撑(sustain)作用。与钢制成的部件相比,基于碳纤维树脂的相同产品(Product)重量轻了75%,但硬度(Hardness)却有3倍之高,强度(strength)10倍之高。战略(strategy)武器和航天航空是碳纤维最早使用的领域,它的耐热性能好,能承受2000℃以上的高温,高速行驶的物体受到强大摩擦力产生高温,如果没有很好的耐高温能力很容易燃烧起来。另外,碳纤维和其他材料(Material)的相容性也很好,能组合起来使用。 碳纤维为什么越来越受欢迎?除了优越的性能,逐渐平民化的价格,还有一个重要的原因,那就是使用范围广。除了上面说到的战略武器和航天航空领域外,它还能用来制造体育用品、医疗卫生器件、建筑材料(Material)、卫浴家具、礼品首饰等。现在人们还在致力于把它用在更多的行业,相信以后它的使用范围会越来越广。
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