碳纖維的簡單介紹

　　碳材料(Material)家族成員眾多，其中包括(bāo kuò)宏觀尺度的焦碳、金剛石、膨脹石墨、碳纖維及納米尺度的碳納米管、富勒烯和石墨烯。碳纖維手機殼是一種含碳量在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。碳纖維手機殼外柔內(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)領域有著廣泛的應用。其中焦炭主要應用于高爐煉鐵、機械鑄造、電石生產(chǎn)、化肥化工制氣等，真正用于材料(Material)制備的則是膨脹石墨、碳纖維及各種納米碳材料(Material)。這些碳材料(Material)或作為填體成為復合材料(Material)的一部分，或者本身通過(tōng guò)編織、模壓等工藝成為密封材料、建筑材料等一系列生產(chǎn)生活中隨處可見的產(chǎn)品(Product)。

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  　　碳纖維是一種比鋁輕、比鋼強、比人發(fā)細、含碳量大于90%的纖維狀碳材料(Material)。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)領域有著廣泛的應用。碳纖維復合材料此前世界上碳纖維技術發(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，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。它具有高沖擊強度、高拉伸模量、低密度、耐高溫、抗燒蝕、耐腐化侵蝕 、高電導和熱導、低熱膨脹、自潤滑和生物相容性好等優(yōu)良性能。大多數(shù)碳纖維由不完全的石墨結晶沿纖維軸向排列而成，是由sp^2雜化組成的六角形網(wǎng)面層狀堆積物，碳原子所組成的微晶是碳纖維的顯微結構單元，層間距約為0. 3360~0.3440mm，各平行層堆積不規(guī)則，缺乏三維有序排列，呈亂層結構。當碳纖維經(jīng)過高溫退火(annealing)，經(jīng)歷2500℃以上的高溫。碳包含比重大于99%，層間距隨之最大化減少，說明碳原子已出亂層結構向三維有序的石墨結構轉(zhuǎn)化，形成類石墨結構。這兩類纖維在中國和美國按熱處理(chǔ lǐ)溫度的不同分為碳纖維和石墨纖維，而在日本和歐洲則習慣統(tǒng)稱為碳纖維。   　　碳纖維經(jīng)過18世紀初被發(fā)明用來替代燈絲后，目前一般應用于紡織、材料(Material)、軍事、宇航、原子能等各個領城。自碳纖維伴隨航天科技而開始大規(guī)模發(fā)展以來，其產(chǎn)量平均每年均以15%以上的速度增長，到1990年時統(tǒng)計世界碳纖維總產(chǎn)最為10496t，之后為了適應一般工業(yè)用碳纖維的需求，其產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向大絲束方向發(fā)展并將生產(chǎn)規(guī)模從百噸級擴大至千噸級規(guī)模。碳纖維材料的概述