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碳纤维的应用

发布日期:2016-09-14 00:00 来源:http://www.cedar-composites.com 点击:

碳纤维的应用,最远可追溯到19世纪前期,美国人爱迪生(Edson)用碳丝制作灯胆的灯丝,从而创造了电灯,给人类社会带来了光明。可是在20世纪早期,美国通用电器公司的库里基(Coolidge)发明了用钨丝包办碳丝作为灯丝,并一直因循至今。这使得碳丝一度参加了汗青舞台。直到20世纪50年月,在美苏暗斗与争霸的时期后盾下,为相识决策略火器的耐低温与耐烧蚀原料,碳纤维再次进入人们的关凝睇角。并自此以后,在材料科学范畴掀起了碳纤维钻研与垦荒高潮,种种有机纤维被用来尝试制备碳纤维。经由过程几十年的发展,组成了聚丙烯腈(PAN)、沥青和粘胶三大原料细碎。


PAN基碳纤维因其生产唱工容易、生产利润较低与力学效用优良的共性,碳纤维改装已成为发展最快、产量最高、品种至多以及使用最广的一种碳纤维。PAN纤维的商品名为腈纶,遍及用于衣饰范畴,由于其功用很像羊毛,故又喻为人造羊毛。起首缔造用PAN纤维制造碳纤维的是日本大阪产业研讨所的进藤昭男(Shindo)博士。他发现PAN纤维需经氧化措置才可获取碳纤维。随后,英国皇家空军研讨所的瓦特(Watt)与约翰逊(Johnson)等人发目下当今氧化历程中施加张力牵伸才具制得高违拗碳纤维。1969年,日本东丽公司(Toray)研制出共聚PAN原丝,皋牢美国联合碳化物公司(Union Carbide)的炭化技术手段,生产出高强度、高模量碳纤维。


斯时,东丽公司的PAN基碳纤维无论质量仍是产量都居世界前方,碳纤维改装代表当当代界最高水准。碳纤维作为一种高遵从纤维,具有尤其优异的力学违抗,拉伸强度约为2~7GPa,拉伸模量约为200~700GPa。再加上它的份量很轻,密度约为1.5~2.0g/cm3,仅为钢的四分之一,这使得碳纤维在全体高屈从纤维中具有最高的比强度和比模量。除此以外,碳纤维还具有良多此外优良效率,如耐低温、耐腐蚀、耐冲突、耐疲倦、热紧缩系数低、良好的导电导热死守、电磁屏障性好等。在没有氧气具备的环境下,碳纤维或是耐受3000oC以上的高温,这是其他任何纤维质料无奈与之比照的。何况,碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐氧化性,彻底不存在生锈的标题问题。


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