碳纖維按原絲類(lèi)型分為4類(lèi):聚丙烯腈碳纖維、瀝青碳纖維、粘膠碳纖維和酚醛碳纖維。聚丙烯腈碳纖維應(yīng)用更廣、發(fā)展更快,產(chǎn)量約占95%,主要用于碳復(fù)合材料骨架構(gòu)件;瀝青碳纖維具有高模量、高精度、導(dǎo)電、耐高溫等優(yōu)良特性,用于航天工業(yè)的工程材料,產(chǎn)量約占4%;粘膠碳纖維產(chǎn)量約占1%,用于隔熱和耐燒蝕材料;酚醛碳纖維處于研究階段,暫未形成工業(yè)化。按形態(tài)分為:長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維。長(zhǎng)絲用于宇航和工業(yè)構(gòu)件中;短纖維用于建筑行業(yè)。按力學(xué)性能分為:高性能型和通用型。高性能型碳纖維強(qiáng)度為2000MPa、模量為250GPa以上;通用型碳纖維強(qiáng)度為1000MPa、模量為100GPa左右。按行業(yè)應(yīng)用分為:宇航級(jí)小絲束碳纖維和工業(yè)級(jí)大絲束碳纖維。小絲束為1K、3K、6K(1K為1000根長(zhǎng)絲),現(xiàn)在較多的為12K和24K;大絲束為48K以上,直到480K。輕松突破,碳纖維材料帶領(lǐng)工業(yè)新潮流。湖北精密機(jī)械碳纖維作用
碳纖維是一種超硬材料,硬度比普通鋼高10倍,僅次于金剛石。碳纖維是由含碳量極高的有機(jī)聚合物纖維沿纖維束方向堆積而成。按照碳纖維絲束中的單絲數(shù)量,碳纖維又可分為小絲束和大絲束兩種。相比小絲束,大絲束的劣勢(shì)在于,在制作板材等結(jié)構(gòu)時(shí),絲束不宜展開(kāi),導(dǎo)致單層厚度增加,不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外,大絲束碳纖維粘連、斷絲等現(xiàn)象更多,這樣會(huì)使強(qiáng)度、剛度受影響,性能有所降低,性能的分散性也會(huì)較大。飛機(jī)、航天器一般只用小絲束碳纖維,因此小絲束碳纖維又被稱(chēng)為"宇航級(jí)"碳纖維,大絲束碳纖維被稱(chēng)為"工業(yè)級(jí)"碳纖維。湖北精密機(jī)械碳纖維作用在車(chē)身制造方面, 碳纖維的優(yōu)越性能也大有可為。
目前碳纖維行業(yè)的有效產(chǎn)能高度集中,主要來(lái)自吉林碳谷、中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技等。 基于碳纖維極高壁壘的行業(yè)屬性,其全球供應(yīng)呈現(xiàn)明顯的壟斷格局。隨著產(chǎn)能利用率的提升以及對(duì)需求前景的看好,國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)開(kāi) 始新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張浪潮。未來(lái)幾年,我國(guó)多家碳纖維企業(yè)紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能, 事件有中復(fù)神鷹投資50億元西寧建設(shè)20000噸碳纖維的重大 擴(kuò)建工程、光威復(fù)材將投資20億元在包頭建設(shè)“萬(wàn)噸級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、上海石化投資35億元,建設(shè)24000噸原絲、12000噸大絲束 碳纖維項(xiàng)目等。 預(yù)計(jì)2021年底,我國(guó)碳纖維產(chǎn)能達(dá)到4.4萬(wàn)噸/年,未來(lái)將進(jìn)一步快速增長(zhǎng),2025年或?qū)⑦_(dá)到26.0萬(wàn)噸/年,2020年-2025年年均復(fù)合增長(zhǎng) 率達(dá)56%。
碳纖維的制作流程碳纖維的制作流程主要包括纖維拉伸、碳化和表面處理三個(gè)步驟。1.纖維拉伸:在制作碳纖維的過(guò)程中,首先需要將聚丙烯等有機(jī)纖維進(jìn)行拉伸,使其形成細(xì)長(zhǎng)的纖維。2.碳化:將拉伸得到的有機(jī)纖維置于高溫爐中進(jìn)行碳化處理。在高溫下,有機(jī)纖維中的非碳元素會(huì)被去除,形成純凈的碳纖維。3.表面處理:通過(guò)表面處理,可以改善碳纖維的黏附性和增加其表面活性,使其更容易與其他材料結(jié)合使用。能夠提高產(chǎn)品的性能,降低產(chǎn)品的重量,提升用戶(hù)的體驗(yàn)。碳纖維,工業(yè)領(lǐng)域的黑科技。
高精高伸型碳纖維,其延伸率大于2%。碳纖維的力學(xué)性能十分優(yōu)異,拉伸強(qiáng)度約為2~7GPa,拉伸模量約為200~700GPa,且重量輕,密度約為1.5~2.0g/cm3,只有鋼的四分之一。這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有更高的比強(qiáng)度和比模量。除了優(yōu)異的力學(xué)性能外,碳纖維還具有耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)低、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等特性。在應(yīng)用方面,碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料形式。它一般不單獨(dú)使用,而是作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料。這些復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人、汽車(chē)板簧和驅(qū)動(dòng)軸等。碳纖維的這些特性使其成為軍民兩用新材料,屬于技術(shù)密集型和航空敏感的關(guān)鍵材料。碳纖維,讓你的生活更輕松。湖北精密機(jī)械碳纖維作用
碳纖維和碳纖維復(fù)合材料的早期發(fā)展涵蓋了50年代和60年代。湖北精密機(jī)械碳纖維作用
碳纖維主要以樹(shù)脂基復(fù)合材料(CFRP)為主,占全部碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)份額的90%以上。相比傳統(tǒng)金屬材料的減材制造,復(fù)材行業(yè)是較為典型的增材制造,其比較大特點(diǎn)是材料與結(jié)構(gòu)件同步成型。碳纖維的復(fù)合與應(yīng)用存在多種路徑,“纖維-(復(fù)合)-預(yù)浸料-(成型)-制品”與“纖維-(成型)-預(yù)制體-(復(fù)合)-制品”是目前比較主流的兩種工藝流程,前者作為結(jié)構(gòu)材料多用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)、體育用品領(lǐng)域,基體材料以樹(shù)脂為主;后者作為功能性結(jié)構(gòu)材料多用于剎車(chē)副、熱場(chǎng)材料、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域,基體材料以碳為主。湖北精密機(jī)械碳纖維作用