碳纖維制品是什么材料組成的？

碳纖維制品是一種纖維狀碳資料。碳纖維復(fù)合材料如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。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(yuǎn)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(dá)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(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐化、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，存在很多可貴的電學(xué)、熱學(xué)跟力學(xué)機(jī)能的新型資料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合資料所做的飛機(jī)豈但輕巧，而且消耗能源少，推力大，噪音?。挥锰祭w維制電子盤算機(jī)的磁盤，能進(jìn)步盤算機(jī)的貯存量跟運算速度；用碳纖維加強塑料來制造衛(wèi)星跟火箭等宇宙飛翔器，機(jī)械強度高，品質(zhì)小，可節(jié)儉大量的燃料。1999年產(chǎn)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)斗中，北約利用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大局部電力供給，其原理就是產(chǎn)生了籠罩大范疇地區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電體系短路。  目前，人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采取一些含碳的有機(jī)纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機(jī)纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起，放在常見氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成  碳纖維是纖維狀的碳資料，其化學(xué)組成中含碳量在90%以上。因為碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化（在3800K以回升華），而在各種溶劑中都不溶解，所以迄今無奈用碳的單質(zhì)來制碳纖維。  碳纖維可通過高分子有機(jī)纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。上前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大局部都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化：在空氣中加熱，堅持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目標(biāo)為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時不熔不燃而堅持纖維狀況。B碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，堅持?jǐn)?shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體可能是高純的氮氣、氬氣或氦氣，但個別多用高純氮氣。C石墨化：再在惰性氣氛（個別為高純氬氣）加熱至2000-3000度，堅持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。  碳纖維制品有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數(shù)），個別僅約為19克；拉力高達(dá)300KG/MM2；還有耐高溫、耐腐化、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)良機(jī)能。目前多少乎不其余資料像碳纖維那樣存在那么多的優(yōu)良機(jī)能。  目前，碳纖維制品重要是制成碳纖維加強塑料來利用。這種加強塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)勝，用處十分普遍，如制造火箭、宇宙飛船等重要資料；制造噴氣式發(fā)念頭；制造耐腐化化工設(shè)備等。  碳纖維  carbon fibre  含碳量高于90％的無機(jī)高分子纖維 。其中含碳量高于99％的稱石墨纖維。碳纖維制品的軸向強度跟模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬跟金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐化性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，輕易傷害，在強酸作用下產(chǎn)生氧化，與金屬復(fù)合時會產(chǎn)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐化景象。因此，碳纖維在利用前須進(jìn)行名義處理  碳纖維可分辨用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀況分為長絲、短纖維跟短切纖維；按力學(xué)機(jī)能分為通用型跟高機(jī)能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa）、模量為100GPa左右。高機(jī)能型碳纖維又分為高強型（強度2000MP

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　　A、模量250GPa）跟高模型（模量300GPa以上）。碳纖維型材具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。強度大于4000MPa的又稱為超高強型；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天跟航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還呈現(xiàn)了高強高伸型碳纖維，其延長率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。  碳纖維制品可加工成織物、氈、席、帶、紙及其余資料。碳纖維除用作絕熱保溫資料外，個別不單獨利用，多作為加強資料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等資料中，形成復(fù)合資料。碳纖維加強的復(fù)合資料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)資料、電磁屏蔽除電資料、人工韌帶等身材代用資料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動船、產(chǎn)業(yè)機(jī)器人、汽車板簧跟驅(qū)動軸等。 內(nèi)容來自123456