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碳(C)纖維是近年來樹脂(Resin)基復(fù)合材料(Material)重要的增強體。碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料(Material)可按被增強基體的種類分為熱固性基體以及熱塑性基體復(fù)合材料(Material)二類。碳纖維增韌樹脂的使用的時長、抗劃抗壓及輕質(zhì)節(jié)油等性能相較普通樹脂有著明顯提升,是先進的制造航空航天設(shè)備(shèbèi)的材料(Material)之一。用其代替金屬制造的輕量化汽車,能大大降低(reduce)油耗。比如:在地質(zhì)鉆井作業(yè),由碳纖維增強樹脂材料(Material)制造的抽油桿不但沒有傳統(tǒng)鋼質(zhì)抽油桿因自重沒有辦法大幅度增加的缺陷,而且擁有輕便強度特別高的(strength)和低成本等優(yōu)異特性。
碳(C)纖維樹脂(Resin)復(fù)合材料(Material)的性能與增強體、基體本身性質(zhì)相關(guān)(related),與增強體和基體間界面黏結(jié)強度(strength)亦是息息相關(guān)。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。只有界面粘合良好才能實現(xiàn)載荷的有效傳遞(transmission),確保并提升力學(xué)性能。由于表面光滑活性原子少惰性大,碳纖維表面能很低,其本就比表面積小,更易使得其與樹脂浸潤不理想而導(dǎo)較差的界面勃合,最終降低(reduce)了材料的層間剪切強度。所以一般需要對其表面改性處理(chǔ lǐ)一一通過(tōng guò)氧(Oxygen)化或接枝在其晶界處增添羧基、烴基(alkyl group)或經(jīng)基等基團,使其表面與樹脂的結(jié)合力得以增強。
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