碳纤维

✍ dations ◷ 2025-04-02 14:05:07 #碳纤维
碳纤维(英语:Carbon fiber),是一种具有很高强度和模量的耐高温纤维,为化纤的高端品种。它主要由碳原子构成,直径约5-10微米。 为了产生碳纤维,碳原子在晶体中被键合在一起,平行排列的纤维长轴给予碳纤维相当高的强度-体积比。几千条碳纤维集束在一起形成一个纤维束,其可以单独使用或被编织成织物。碳纤维的特性,如高硬度,高强度,重量轻,高耐化学性,耐高温和低的热膨胀,使其在航空航天,土木工程,军事,赛车与其他竞技体育运动制品很受欢迎。然而,相对于类似的纤维,例如玻璃纤维或塑料纤维,碳纤维是相当昂贵的。碳纤维通常与其他材料结合以形成复合材料。当混合塑料树脂并缠绕或模塑后具有非常高的强度 - 重量比的碳纤维强化聚合物(通常也被称为碳纤维)。然而,碳纤维也会与其它如石墨的材料复合,以形成耐高温的碳 - 碳复合材料。每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5至8微米,几乎全部由碳构成。 最早的一代(如T300,HTA和AS4)有16-22微米直径。 新研发的碳纤维(如IM6或IM600)的直径大约有5微米。在原子层面,碳纤维跟石墨很相近,是由一层层以六边形模式(石墨烯薄片)排列的碳原子所构成。两者差别在于层与层之间的连结的方式。石墨是晶体结构,它的层间连结松散,而碳纤维不是晶体结构,层间连结是不规则的。这样便防止滑移,增强物质强度。一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容亦比铜低。当加热的时候,碳纤维会变厚而短。虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但可以把它染上不同的颜色。2012年,碳纤维复合材料的全球需求价值大约为103亿至140亿美元。预计2012年到2018年,年增长率约为10%至12%。强劲的需求来自于飞机和航空航天,风力发电,以及来自汽车行业。因为碳纤维又轻又坚硬,所以它的用途很广泛。用碳纤维制造的增强塑料质地强而轻,耐高温、防辐射、耐水、耐腐蚀,是制造飞行器、兵器及耐腐蚀设备等的优良材料。碳纤维制品的缺点是难以自然分解,大量弃置会造成环境问题。近年来碳纤维更是广泛被使用于大型飞机,例如空中客车的A350与A380,波音787均利用碳纤维复合材料来减轻耗油量。另外大型风力发电机的叶片,赛车、汽机车的车身均为碳纤维复合材料需求量增加的重要因素。脚踏车亦有使用碳纤维复合材料作为车架,但因碳纤维复合材料制造成本高,多为高阶车种才能使用。碳纤维的前体是聚丙烯腈(PAN), 人造纤维和沥青。碳纤维长丝纱被用于多个处理技术——直接的用途是用于预浸渍,长丝卷绕,拉挤,纺织,编织等。碳纤维用于碳纤维微电极的制作。在此应用中通常与5-7微米直径的单个碳纤维被密封在玻璃毛细管。在毛细管的尖端或者用环氧树脂密封并抛光制作成为碳纤维圆盘微电极,或纤维被切割成长度为75-150微米,制作成为碳纤维圆柱电极。碳纤维微电极使用,也可以在安培检测法(英语:Amperometry)或快速扫描循环伏安法(英语:Fast-scan cyclic voltammetry)检测生物化学信号。碳纤维经过活化之后,成为“活性碳纤维”。此种活性碳纤维具有大量的微孔,形成奈米空间,拥有极大的比表面积。具有吸附及脱附的能力,最常见的产品即是生活上所用的口罩。此种材料也被用在各种过滤器或水质净化器中。一般用聚丙烯腈(PAN)、嫘萦、粘胶纤维等聚合物原料,先在200-300℃的空气中进行预氧化,继在氩气等惰性气体保护下,用约1700℃的高温完成驱除非碳原子的过程(碳化),最后加热到2600-3000℃成碳纤维。碳纤维的长丝可能被进一步处理以提高品质,然后卷绕到筒管。

相关

  • 止吐药止吐剂(英语:Antiemetic),又称止吐药,广义上的止吐药指一切用于治疗恶心与呕吐的药物。由于呕吐是一种复杂的反射活动,由多种因素引起,故不同作用机理的止吐药只能针对其中一种或多
  • γ详见细菌分类表γ‐变形菌纲(学名:Gammaproteobacteria)属于细菌界变形菌门,是目前所知的细菌中种类最多的一纲,包括一些医学上和科学研究中很重要的类群,如肠杆菌科(Enterobactera
  • 松果体松果体(又叫做松果腺、脑上体)是一个位于脊椎动物脑中的小内分泌腺体。人体最小的器官。它负责制造褪黑素,一种会对醒睡模式与(季节性)昼夜节律功能的调节产生影响的激素其形状像
  • 3d8 4s2 或 3d9 4s12, 8, 16, 2 或 2, 8, 17, 1蒸气压第一:737.1 kJ·mol−1 第二:1753.0 kJ·mol−1 第三:3395 kJ·mol−1 (主条目:镍的同位素.mw-parser-output ruby.zy{
  • 羟氨苄青霉素阿莫西林(amoxicillin),又译安莫西林或安默西林,本名羟氨苄青霉素,是一种常用的口服性广谱β-内酰胺类抗生素,具溶菌作用,主治易感微生物所引起的细菌性感染。本品为治疗中耳炎的第
  • 弓型虫感染症弓虫症是一种由弓形虫造成的寄生虫病,成年感染一般无症状。弓虫症常会伴随持续几周或几月之久的类似于流感的症状(英语:flu-like illness),例如肌肉疼痛、淋巴结触痛。一小部分人
  • 鸦片类药物过量鸦片类药物过量是指因为鸦片类药物使用过量造成的中毒现象。鸦片类药物包括吗啡、海洛因、芬太尼、曲马多和美沙酮。症状包括呼吸量不足(英语:respiratory depression)、瞳孔缩
  • 论产生和毁灭《论产生和毁灭》(古希腊语:Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς,拉丁语:De Generatione et Corruptione)也叫《论生灭》(英语:On Coming to Be and Passing Away),是亚里
  • 皮尤研究中心皮尤研究中心(Pew Research Center)是美国的一间民调机构和智库机构。建立于2004年,总部设于华盛顿特区。该中心对那些影响美国乃至世界的问题、态度与潮流提供信息资料。皮尤
  • 卵细胞卵子是雌性动物的生殖细胞。卵细胞(由次级卵母细胞产生)成熟后成为卵子。在哺乳动物上,卵子是由卵巢所产生的。所有哺乳类在出生时,卵巢内已经有未成熟的卵子存在,而且在出生后卵