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    淺談碳纖維加熱器優缺點

    來源:江蘇優培德復合材料有限公司 發布時間:2017-10-13 16:37:28 瀏覽人次:6008

    1、碳纖維介紹:碳纖維是一種纖維狀碳材料,它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導電,具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。

    用碳纖維與塑料制成的復合材料所做的飛機不但輕巧,而且消耗動力少,推力大,噪音??;用碳纖維制電子計算機的磁盤,能提高計算機的儲存量和運算速度;用碳纖維增強塑料來制造火箭等宇宙飛行器,機械強度高,質量小,可節約大量的燃料。

    目前世界上產生的銷售的碳纖維絕大部分都是用PAN的固相碳化制得的。其產生的步驟為A預氧化:在空氣中加熱,維持在200-300度數十至數百分鐘。預氧化的目的為使PAN的線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構,以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態。B碳化:在惰性氣氛中加熱至1200-1600度,維持數分至數十分鐘,就可生成產品碳纖維。C石墨化:再在惰性氣氛加熱至2000-3000度,維持數秒至數十秒鐘;這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。 碳纖維有極好的纖度(纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數),一般僅約為19克;拉力高達300KG/MM2;還有耐高溫、耐腐蝕、導電、傳熱、彭脹系數小等一系列優異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優異性能。 目前,碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料來應用。這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優越,用途非常廣泛,如制造火箭、宇宙飛船等重要材料;制造噴氣式發動機;制造耐腐蝕化工設備等。 羽毛球:現在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成。碳纖維含碳量高于90%的無機高分子纖維 。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理 碳纖維可分別用PAN纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性能分為通用型和高性能型 。隨著航天和航空工業的發展,還出現了高強高伸型碳纖維,其延伸率大于2%。用量較大的是PAN基碳纖維。 碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。

    碳纖維目前在替代采暖材料核心發熱體上也有新的貢獻,國外,在很多節能采暖設備的核心發熱體上已經由以前普遍采用的金屬材料逐步升級到碳纖維材料,碳纖維材料在采暖方面的應用主要考慮利用了材料的耐腐蝕,耐氧化(金屬容易氧化造成局部擊穿),高穩定性,壽命更長(很多產品在300攝氏度下普遍能夠達到穩定工作100000小時的時間),熱轉換率高(97%以上)等特點。由于我國在碳纖維材料生產研發方面相對還處在落后的境況,高質量的碳纖維材料還是依靠日韓進口,所以價格居高不下,但隨著國內合資、合作形式的出現,以碳纖維為核心技術的產品卻已經走入了尋常消費者的家中。

    碳纖維產品在采暖方面的應用分了不少形式,比如短纖,短切纖維通常用在如“碳晶”“地暖膜”等采暖產品上,石墨類產品在早起的采暖膜中應用比較廣泛,膜類產品除了在采暖上有所應用,在熱水器,工業設備恒溫環境保障方面應用也是十分廣泛。

    碳纖維根據原料及生產方式的不同,主要分為PAN基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產品包括PAN基碳纖維(高強度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。

    2、碳纖維材料與其他加固材料對比

    1)抗拉強度:碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10倍。

    2)彈性模量:碳纖維復合材料的拉伸彈性模量高于鋼材,但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

    3 疲勞強度:碳纖維和芳綸纖維復合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應力作用下,疲勞極限僅為靜荷強度的30%40%。由于纖維與基體復合可緩和裂紋擴展,以及存在纖維內力再分配的可能性,復合材料的疲勞極限較高,約為靜荷強度的70%80%,并在破壞前有變形顯著的征兆。

    4)重量:約為鋼材的五分之一。

    5)與碳纖維板的比較:碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結構表面,而板材更適用于規則構件表面。此外,由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大,與混凝土界面的粘接強度不如片材。

    江蘇優培德復合材料有限公司致力于碳纖維等復合材料汽車及工業領域的高性能零件開發、試制、及生產,配備有復合材料不同生產工藝如模壓、RTM、真空導入、纏繞等,根據不同的產品需求及量綱要求提供整體解決方案。


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