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碳纤维检测

时间:2020-07-28点击次数:13

碳纤维是以高质量聚丙烯腈(PAN)为原料经过特殊工艺加工而成,PAN基碳纤维束丝中拥有1000至48000根单丝,每根单丝直径为5-7μm。碳纤维通常与树脂一起固化形成复合材料。

 

与金属(例如铝)或其他纤维增强复合材料制造的零部件相比,碳纤维复合材料部件质量轻、强度大。独特的性能加之可设计性,令碳纤维成为各种工艺和应用的理想选择。

 

1、碳纤维的优异特性

1.1 主要力学性能:

高强度

高模量

低密度

低蠕变率

吸振性良好

耐疲劳

 

1.2 化学性能

化学惰性

无腐蚀性

强耐酸、耐碱以及耐有机溶剂性

 

1.3 热学、电学性能

低热膨胀

低导热率

低X光吸收率

无磁性

高导电率

 

2、碳纤维的生产流程

碳纤维生产是高能耗的过程。由于加工都是准连续的过程,因此,每个产品批次的生产时间可能需要数周。

生产从经过特别处理的高质量聚丙烯腈(PAN)原丝开始。

然后,PAN原丝经过牵伸从而实现分子优化和结构取向。

PAN原丝在线质量控制以确保过程的连续性和高效性。

原丝接触高温空气,变成预氧化聚丙烯腈纤维。

将PAN预氧化纤维置于氮气高温炉中,逐步升高的温度,碳化成碳纤维。碳纤维在1,000–1,500°C以上进行最终碳化,令其获得强度和刚性,并确保其它材料性能。

高模量碳纤维类型还要在2,000–3,000 °C下完成石墨化。

对碳纤维进行表面处理或氧化蚀刻,令表面具有活性。

涂覆聚合物涂层(上浆),提高纤维加工性、含浸性以及结合性。

将连续纤维缠绕到线轴之上。

此外,还可切断形成短切碳纤维或经研磨形成研磨纤维。

 

3、碳纤维的加工方法

3.1 干法加工

预成型体

织物

炭绳

多轴向织物/无屈曲织物(NCF)

单向织物/经编织物

特种纸

 

3.2 湿法加工/配合树脂加工

热固性预浸料

热塑性带

缠绕

RTM、VARTM以及SCRIMP

其它树脂注入工艺,譬如RIM与SRIM

拉挤成型


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