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碳(C)纤维是近年来树脂(Resin)基复合材料(Material)重要的增强体。碳纤维增强树脂基复合材料(Material)可按被增强基体的种类分为热固性基体以及热塑性基体复合材料(Material)二类。碳纤维增韧树脂的使用的时长、抗划抗压及轻质节油等性能相较普通树脂有着明显提升,是先进的制造航空航天设备(shèbèi)的材料(Material)之一。用其代替金属制造的轻量化汽车,能大大降低(reduce)油耗。比如:在地质钻井作业,由碳纤维增强树脂材料(Material)制造的抽油杆不但没有传统钢质抽油杆因自重没有办法大幅度增加的缺陷,而且拥有轻便强度特别高的(strength)和低成本等优异特性。
碳(C)纤维树脂(Resin)复合材料(Material)的性能与增强体、基体本身性质相关(related),与增强体和基体间界面黏结强度(strength)亦是息息相关。碳纤维配件一种含碳量在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。碳纤维配件“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。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。只有界面粘合良好才能实现载荷的有效传递(transmission),确保并提升力学性能。由于表面光滑活性原子少惰性大,碳纤维表面能很低,其本就比表面积小,更易使得其与树脂浸润不理想而导较差的界面勃合,最终降低(reduce)了材料的层间剪切强度。所以一般需要对其表面改性处理(chǔ lǐ)一一通过(tōng guò)氧(Oxygen)化或接枝在其晶界处增添羧基、烃基(alkyl group)或经基等基团,使其表面与树脂的结合力得以增强。
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