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碳纤维的主要性能是什么?

时间:2021-07-13点击次数:20信息来源:Rev1

碳纤维是由有机纤维经碳化和石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。碳纤维是指含碳量高于90%的无机高分子纤维,具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热和导电等特性,是一种力学性能优异的新材料。碳纤维除了应用在航空航天等高技术领域外,还可用在文体用品、纺织机械、医疗器械生物工程和运输车辆等方面,因此,应用前景非常广泛。

要利用碳纤维材料,就需要先认识碳纤维的特性,以便在生产实际中更好地应用这种新材料。碳纤维的主要特性(见下图)主要有以下几点:

1.21

①碳纤维的强度高。其抗拉强度可以达到3000~4000MPa,比钢大4倍多,比铝高6-7倍。

②弹性模量高。其弹性模量在230GPa以上。

③密度小,比强度高。碳纤维的质量是钢的1/4,是铝合金的1/2;比强度比钢大16倍,比铝合金大12倍;

④能耐超高温。碳纤维可在2000℃下使用,在3 000 C非氧化气氛的高温下不融化、不软化;

⑤耐低温性能好。在-180℃低温下,钢铁会变得比玻璃脆,而碳纤维依旧很柔软;

⑥耐酸、耐油、耐腐蚀性能好。能耐浓盐酸、磷酸、硫酸、苯和丙酮等介质侵蚀,将碳纤维放在质量分数为50%的盐酸、硫酸和磷酸中,200d后其弹性模量,强度和直径基本没有变化;在质量分数为50%的硝酸中只是稍有膨胀,其耐腐蚀性能超过黄金和铂金;

⑦热膨胀系数小,导热系数大。可以耐急冷急热,即使从3000℃的高温突然降到室温也不发生炸裂;

⑧防原子辐射,能使中子减速;

⑨导电性性能好(5- 17Ωm);

⑩轴向抗剪切模量较低,断裂延伸率小,耐冲击差,且后加工较为困难。

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