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        什么是碳纖維
碳纖維(carbon fiber，CF) 是一種連續細絲碳資料，直徑范疇在6~8μm內，僅為人的頭發絲的1/3左右，是近數十年來為滿意高機能飛機對資料的須要而發展起來的一種新型資料。只管碳纖維的含碳量在90%以上，然而它的制備不是直接用碳資料抽取的。碳資料不溶于任何溶劑，也不能用熔融紡絲法制取，而是由有機高分子纖維，即聚丙烯臘纖維，或石油瀝青或煤瀝青纖維經專門的碳化處理而制得的。用于制備碳纖維的有機纖維稱為前驅體或原絲。在美國，碳纖維也被稱為石墨纖維(graphite fiber)，但真正意思上的石墨纖維是將相應的有機前驅體纖維制成碳纖維后，再經2000~ 3300℃石墨化處理后而得到的纖維資料，含碳量高達99%，因此彈性模量也大為進步，用石墨纖維制造的復合資料，不僅輕質高強，而且剛性跟尺寸牢固性特別好，在航天利用中，被用來制造衛星天線或太陽能電池矩陣。

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　　碳纖維的研究開發啟發于對20世紀50年代開發的玻璃纖維復合資料機能的意識跟教訓。通常的玻璃纖維復合資料，密度要高出碳纖維復合資料1/3 以上，而拉伸強度僅是碳纖維復合資料的2/3，模量則更低，不到1/3，滿意不了高機能飛機的請求，因此研究高強、高模及低密的加強纖維成為發展高機能纖維復合資料的前提。在碳纖維之前，曾經開發過硼纖維，1960年鎢絲芯硼纖維開端了小批量的生產，硼纖維直徑約100μm，拉伸模量達400GPa，拉伸強度達3800MPa，纖維體積分數為60%的硼纖維加強環氧復合資料(絕對密度≈2.0)，拉伸模量達200GPa，比玻璃纖維復合資料(絕對密度≈1.8)的拉伸模量(40GPa) 大5倍，比鋁合金(絕對密度≈2.7) 的拉伸模量(70Pa)大3倍，因此美國空軍資料實驗室將
　　硼纖維/環氧復資料命名為進步復合資料(advanced composite materials，ACM)，并于20世紀的年代后期開端了在飛機結構上的利用，如飛機水平尾翼跟垂直安定面翼盒結構等。
　　然而，硼纖維生產工藝龐雜, 本錢高，硼纖維自身粗硬，很難在結構上推廣利用。碳纖維制品在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比，碳纖維的強度等于金屬強度的12倍。
　　在這種背景下，于20世紀60年代后期，翻新型的聚丙烯腈基碳纖維研發勝利并實現批量生產，從此開端了碳纖維復合資料在航空航天范疇利用的里程砷. 因為碳紆維復合資料優良的綜合機能，特別是超常的高比強度跟比模量，使結構的效力得以極大水平的施展，因此到目前為止，被看成是一種幻想的航空航天結構資料，近50年來，它在航空航天范疇的利用得到了長足的發展。
 
　　此外，碳纖維還存在耐腐化、抗疲勞、耐高溫、膨脹系數小、尺寸牢固性高、導電等優點。
　　目前碳纖維重要從原絲類型、利用機能方面進行分類。 內容來自123456
　　按原絲類型分類有聚丙烯腈基纖維、瀝青基纖維、黏膠基纖維、木質素纖維基纖維跟其余有機纖維基碳纖維。
　　按利用機能分則有通用級碳纖維(其拉伸強度<1.4GPa，拉伸模量<140GPa)跟高機能碳纖維，包含：高強型(強度2000MPa，模量250GPa)、高模型(模量300GPa以上)、超高強型(強度大于4000MPa)、超高模型(模量大于450GPa)，還有高強-高模、中強-中模等碳纖維。
　　商品化的碳纖維主流產品有兩大類，一是聚丙烯腈基碳纖維(PANbaseCF)，二是瀝青基碳纖維(pitch-base CF)。
　　同玻璃纖維一樣，用作加強體的碳纖維可能是纖維自身，包含連續、長、短纖維，以及各種纖維織物、布、帶、氈等。
　　如此機能良好的碳纖維是怎么制成的?
　　只管碳纖維重要由碳組成，微觀結構也跟石墨十分瀕臨;然而，人們至今還不能直接用碳或石墨來制取碳纖維，只能采取一些含碳的有機纖維原料，將有機纖維與塑料樹脂結合在一起炭化制得碳纖維。 內容來自123456
　　被選用來制備碳纖維的有機纖維重要包含:聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維等，其中利用較普遍的是聚丙烯腈碳纖維跟瀝青碳纖維。碳纖維制品廠家由于碳纖維擁有極高的材質特性，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。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。碳纖維復合材料由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。選用不同的有機纖維作為原料，對具體的工藝參數會有不同的請求，制備出來的碳纖維的機能也會有一定的差別。
　　然而，在這進程中，普遍須要經歷纖維紡絲、熱牢固化(預氧化)、氧化、碳化四個進程，其間伴隨著脫氫、環化、預氧化、氧化及脫氧等化學變更。經過這些進程當前，咱們就可能得到碳纖維的原絲。 copyright 123456
　　然而，制備出原絲并不象征著制備碳纖維的進程就結束了。制備出原絲后，還須要經過上漿跟固化的進程。所謂的上漿就是將原絲跟環氧樹脂混淆的進程。上漿進程利用的方法可能很多，可能通過主動放置機械會將碳纖維浸泡在環氧樹脂中，也可能人工地將環氧樹脂跟其余高分子與碳纖維混淆起來。
　　上漿結束后，就須要經過最后的一個程序，那就是固話。固化進程常用到的方法是加熱，或者將環氧樹脂放在真空中加壓。固化重要是讓包裹了環氧樹脂的碳纖維硬化;此外，在固化進程中，碳纖維可能會產生化學反應，生成原絲資料中不含碳的物質，導致纖維顆粒之間的團聚作使勁更加強。這時候，碳纖維的產品就真正做好了。
 
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