(1) 普通型(A型)碳纤维:是指在900~1200℃下碳化得到的碳纤维。这种碳纤维的强度和弹性模量都较低,一般强度小于11cN/dtex,模量小于152 0173 3840cN/dtex。
(2) 高强度型(II型或C型)碳纤维:是指在1300~1700℃下碳化得到的碳纤维。这种碳纤维的强度很高,14~17cN/dtex,模量约为1384~1661cn/dtex。
(3) 高模量型(I型或B型)碳纤维,又称石墨纤维:是指在碳化后再经2500℃以上高温石墨化处理所得到的碳纤维。这种碳纤维具有较高的强度,约为9.8~12.2cN/dtex,模量很高,一般可达1711cN/dtex以上,有的甚至高达3178cN/dtex。
一 碳纤维的性能特点
碳纤维是由许多微晶体堆砌而成的,微晶体的厚度为4~10nm,长度为10~25nm,它由约12~30个层面组成。
实测碳纤维各层面间的间距约为(3.39~3.42)×10 -1nm,比石墨微晶体的层面间距稍大一些。另外,各平行层面间的各个碳原子也不如石墨那样排列规整。
1. 物理机械性能
2. 耐热性能
3. 化学性能
碳纤维的化学性能与碳十分相似,在空气中当温度高于400℃时即发生明显的氧化,氧化物二氧化碳和一氧化碳在纤维的表面散失,所以碳纤维在空气中的使用温度不能太高,一般在360℃以下。在、但在隔绝氧的情况下,使用温度可显著提高,一般可达1500~2000℃,而且温度越高,纤维的强度越大。
碳纤维除能被强氧化剂外,一般的酸、碱对它不起作用。碳纤维具有自润滑剂,在铜中混入25%的碳纤维后,可使该复合材料的磨损率大为降低。
碳纤维的密度虽比一般的纤维大,但远比一般金属小,通常它的密度决定于热解过程和所用原丝的性质。如以黏胶纤维为原丝制得的碳纤维,密度一般为15~17g/cm3,以聚丙烯晴为原丝制得的碳纤维,密度约为1.7~2.0g/cm3。
二 碳纤维的用途
碳纤维并不单独使用,它一般加入到树脂、金属、或陶瓷等基体中,、作为复合材料的骨架材料。这样构成的复合材料是十分有用的结构材料,它不仅质轻,耐高温,而且有很高的抗拉伸强度和弹性模量,是制造宇宙飞船、火箭、导弹、高速飞机以及大型客机等不可缺少的组成原料。
碳纤维除用作飞行器的