碳纤维发展前景调研报告

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1、WORD完美整理版碳纤维的开发与应用（）摘要：主要引出碳纤维，简要描述碳纤维的定义，介绍碳纤维的成分结构，分类，重点介绍了特性，产品形式及生产工艺，应用领域关键词：纤维，碳纤维，产业用纺织品，特性，应用一.引言产业用纺织品在各行各业都有着广泛的应用。近年来，随着国民经济的迅速发展和工业化进程的加快，产业用纺织品越来越受到人们的重视，它的生产状况直接影响到其他行业的生产水平，而其他行业的发展又将推动产业用纺织品的技术进步。在我国，纺织行业需调整产业结构，扩大原料的使用领域，加快产业用纺织品发展的速度，这是振兴我国纺织工业的一个重大举措。产业用纺织品最早使用的纤维材料是天然纤维

2、，后来发展到以合成纤维为主。近年来，随着产业用纺织品应用领域的扩大，各种高新技术纤维得到不断的研制开发，而碳纤维就是其中主要的一种。可以说高新技术纤维的开发和应用是产业用纺织品领域里的一场技术革命，用高新技术纤维制作的产业用纺织品达到了一个前所未有的档次。二.碳纤维定义碳纤维（carbonfibre），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3范文范例参考指导WORD完美整理版倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出

3、类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。三.碳纤维成分结构　　碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综

4、观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代四.碳纤维的分类碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳，它不属于有机纤维，是一种非金属材料。从制作工艺考虑，与普通无机纤维有较大区别。碳纤维性能优异，抗拉强度和模量分别可达20～40cN／dtex和4×10～7×10cN／dtex。碳纤维复合材料质地强而轻、耐高温、耐腐蚀、耐辐射，在航空航天、军事工业、体育器材等许多方面有着广泛的用途。目前，碳纤维主要有3种分类：(1)根据制造原料的不同，碳纤维可分为纤维素

5、纤维系、聚丙烯腈系(PAN基)和沥青系。(2)按特性可将碳纤维分为普通碳纤维和高强度高弹性碳纤维。普通碳纤维的抗拉强度≤11．7cN／dtex、弹性模量≤980cN／dtex；高强度高弹性碳纤维，其抗拉强度≥14．7cN／dtex、弹性模量≥1．67×10cN／dtex。(3)根据热处理温度将碳纤维分为滞焰纤维、碳纤维和石墨性碳纤维。滞焰纤维加热处理温度为200"C～300℃，碳纤维加热处理温度为500"C～1500"C，石墨性碳纤维加热处理温度为200O℃以上。五．碳纤维特性   正如通常人们所说的，碳纤维比铝还要轻比钢还要硬，它们的比重是铁的四分之一，比强度是铁的十倍。

6、通过与其它纤维的这种比较，你就可以初步了解碳纤维的特性。范文范例参考指导WORD完美整理版通过图1碳纤维与传统纤维的比较可以看出碳纤维的化学性能与碳十分相似，在室温下呈惰性，除能被强氧化剂氧化外，一般的酸碱对碳纤维不起作用。在空气中，当温度高于400℃时，碳纤维发生氧化反应，生成的Co2和CO从纤维表面逸出。在惰性气体中，碳纤维的耐热性十分突出，在1500℃以上的高温下其强度才开始降低。碳纤维的特性主要表现在下列几个方面。5.1强度高一般碳纤维的强度在20～70cN／dtex，比如日本东丽公司在1970年生产的T300型聚丙烯腈基(PAN)碳纤维，其抗拉强度为29．87cN

7、／dtex，现在生产的T1000型抗拉强度已达到8O．5cN／dtex，而传统的金属纤维的抗拉强度为2．56～3．97cN／dtex。5.2密度小．质量轻碳纤维的密度主要取决于碳化温度，PAN基碳纤维在1000"C处理后密度为1．7g／cm3，经2300"C以上温度处理，密度一般为2．0～2．1g／cm3。而E型玻璃纤维的密度为2．55g／cm3，金属钢纤维的密度高达7．8g／cm3。5.3高模量．耐磨性好碳纤维具有模量高、自润滑性、磨擦系数小、耐磨性能好的特点。一般的碳纤维其模量为2×10～7×10cN／dtex