碳纤维资讯：碳纤维制品加工工艺及前景

　　

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         碳纤维被用于航天军工、体育用品、汽车产业产品方面已广为人知，随着碳纤维的发展及碳纤维价格的降落，一些新的市场正敏捷发展。目前碳纤维已被列为国度化纤行业重点搀扶的新产品，成为国内新资料行业研发的热点，因此碳纤维复合资料有了很好的发展及利用前景。
碳纤维是一种纤维状的碳素资料，含碳量在95%以上，通常与树脂、金属、陶瓷等基体结配合为复合资料利用，个别不单独利用，与传统金属资料相 比，碳纤维密度仅为钢材的1/5，而强度可达钢材的7-10倍，其中环氧树脂基碳纤维复合资料被普遍利用于汽车产业、轨道交通、医疗器械、体育器材等高强 度减重结构部件，此外碳纤维资料在石油、冶金、纺织等范畴的利用也相称普遍。因为国内技巧才干的限度，目前我国高端碳纤维资料仍依附进口，并形成国内深加 工的景象。目前国内从事碳纤维复合资料制品的生产厂家多达数千家，然而因为产能产量的起因，碳纤维制品仍需大量进口。据相干报道显示，2014年上半年我 国碳纤维及制品进口量为5513.2吨，年进口量在一万吨左右，进口依存度仍旧在高位徘徊。
 
　　究其起因，我国碳纤维生产及下游产品制造技巧仍落伍于美、日及其余欧美等国度。碳纤维制品厂家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。目前，国内碳纤维复合资料的成型工艺重要有手糊成型工艺、环绕成 型工艺、拉挤成型工艺、树脂传递模塑成型工艺跟模压工艺。而树脂传递模塑成型工艺(RTM)是国内碳纤维下游制造企业常用的一种成型工艺，成型后的制件性 能精良，适合年产量在5万套左右的部件。是世界上公认的低本钱复合资料成型技巧，该技巧发展很快，并已在汽车产业上普遍采取。如无锡威盛新资料科技有限公 司为中国中车集团系造的一款工字形碳纤维结构部件。该结构件长780mm，腰高42mm，腰厚6mm，腿宽52mm，经检测强度远超原工字钢，且分量仅为 750g，有效减重达62%，该部件存在耐酸碱等腐化、密度小、寿命长等优点，为列车轻量化发展产生较大经济效益。据悉，常州今创集团的相干列车结构部件 也已在该公司进行研发试样阶段。
　　此外，真空袋压也是碳纤维复合资料制品生产的工艺之一，该工艺的重要优点是采取个别湿法铺层技巧,通常可获得高碳纤维含量的复合资料，环氧树脂 可较好地浸渍碳纤维。重要毛病是额定的工艺进程增加了劳能源跟本钱,并且请求操作人员有较高的技巧水平，生产效力不高。手糊成型工艺，它是顺次在模具型腔 名义涂布或铺迭脱模剂、胶衣、粘度适中的环氧树脂(胶衣凝胶后涂覆)跟碳纤维,手持辊子或刷子使环氧树脂浸渍碳纤维,并驱除气泡,压实基层。铺层操作重复 屡次,直到达到制品的设计厚度。该工艺的重要优点是可室温成型,设备投资少,模具折旧费低，可制造大型制品。重要毛病是属于劳动密集型生产,制品德量由工 人技巧熟练水平决定，手糊用树脂分子量低,通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康跟保险。
　　碳纤维复合资料产品的制造技巧波及资料、设计跟工艺三方面，这三方面彼此影响，不可缺乏。碳纤维复合材料由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，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倍。国内碳纤维资料经过近40年的研究、利用及发展，诚然 获得了长足的进步，然而因为本钱及回收等因素，发展进度仍令人堪忧。从目前来看，除了本钱因素外，碳纤维复合资料的生产跟制造均不同于传统金属，无论是结 构设计、资料抉择还是工艺制造均缺乏教训跟数据积聚，也缺乏新的设计标准。另外，只有彻底解决了回收利用问题，碳纤维复合资料才可能降落造价及普遍利用。

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　　随着碳纤维制备技巧、碳纤维名义处理技巧的进一步发展，环氧树脂/碳纤维复合资料的综合机能还将会得到进步，并将极大地推动环氧树脂/碳纤维复 合资料的发展,并有效地拓宽环氧树脂/碳纤维复合资料的利用范畴。目前，国度已在策略层面上加强了对碳纤维产业的器重跟搀扶，并构建平台，大力发展产学研 配合模式以推动上游生产工艺改进跟下游制造与利用。
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