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碳纖維分類和界說

按原絲類型分類:

適用於製造碳纖維的前軀體資料類型很多,來源廣泛。最常用的原資料有粘膠資料(Rayon)、聚丙烯腈纖維(PAN)、瀝青纖維(Pitch)和各種氣態高溫纖維的碳氫化合物,這些前軀纖維資料在相應的工藝條件下,經過熱解、催化熱解和碳化構成或生成相應的碳纖維。

粘膠基碳纖維是由粘膠原絲經過多晶莫來石纖維化學處理、碳化處理和高溫處理製成的碳纖維。從結構上看粘膠基碳纖維一般為各向同性的碳纖維。此類碳纖維的原纖維(即粘膠纖維)中,一般堿金屬含量比較低,如鈉含量一般小於25 ppm,全灰分含量莫來石纖維的也不大於200ppm,所以,它特別適用於製造那些要求焰流中堿金屬離子含量低的燒蝕防熱型的複合資料。

聚丙烯腈基碳纖維是聚丙烯腈原絲經過預氧化處理、碳化和在盡可能高的溫度下熱處理製成的碳纖維。

瀝青基碳纖維可分為各向同性瀝青基碳纖維和各向異性瀝青基碳纖維兩大類。由各向同性的瀝青纖維經過安穩化、碳化而製得的碳纖維稱為各向同性瀝青基碳纖維,即力學性能較低的通用級瀝青基碳纖維;由擬似中心相瀝青或中心相瀝青經過紡絲工序轉變為瀝青纖維,再進行安穩化、碳化和適當的高溫處理而製得的纖維稱為各向異性的瀝青基碳纖維。

氣相成長碳纖維是以碳氫氣體為原資料,憑借固體催化劑(如鐵或其他過渡金屬)的協助成長的碳纖維。氣相碳纖維由可石墨化碳組成,經過2800度的高溫能夠轉變為石墨纖維。

按力學性能分類

高模型碳纖維(HM)這是一種沿纖維軸向方向的彈性模量相當於石墨單晶彈性常數(碳纖維模量的理論值)的30%以上、且拉伸強度與彈性模量之比小於1%的炭纖維。

高強型碳纖維(HT)一般這類碳纖維的拉伸強度超過3000MPa,其強度與剛度之比值約為1.5%~2.0%。

中模型碳纖維(IM)它基本上是屬於高模型一類的碳纖維,又稱為高強中模型碳纖維。其拉伸強度與高強型碳纖維相當,僅僅模量值稍高,能夠達到碳纖維理論值的30%,強度與模量之比值依然高於1%。這類纖維的使用最為普遍,常用來製造各類結構複合資料。
 
 
 
 
 
作者:浙江狠狠日耐火材料有限公司
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