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碳纤维分类及区别?
碳纤维按产品规格的不同,可以分成三个级别,即高模量级(HM)、中模量级(IM)和低模量级(LM)。此外,碳纤维还可以根据其制造过程中的温度和压力条件的不同,分为准高温(QHT)、准低温(QLT)和低温(LT)碳纤维。
高模量级碳纤维具有高弹性模量,低密度和抗拉强度高等特点,是制造复合材料的重要原料。中模量级碳纤维则具有中等弹性模量和密度,适用于制造轻质高强的复合材料。而低模量级碳纤维则具有较低的弹性模量和密度,适用于制造柔性和耐冲击的复合材料。
准高温碳纤维在制造过程中需要在高温下进行热处理,因此具有较高的热稳定性和抗蠕变性。准低温碳纤维则在制造过程中需要在低温下进行热处理,因此具有较高的尺寸稳定性和耐疲劳性。而低温碳纤维则具有较低的制造温度和成本,但是其力学性能相对较低。
总的来说,不同规格和类型的碳纤维具有不同的特点和适用范围。在选择碳纤维时,需要根据具体的应用需求来选择合适的类型和规格。
碳纤维按形态可分为短纤维、连续纤维和表面改性碳纤维三类。
短纤维按碳化温度可分为低温碳纤维和高温碳纤维。低温碳纤维具有较高的强度和弹性模量,但比强度和比模量低于高强度碳纤维;高温碳纤维具有更高的比强度和比模量,但其力学性能则因碳化温度的提高而有所下降。
连续纤维按碳化温度可分为预氧化纤维、低温碳化纤维和高温碳化纤维。预氧化纤维是将聚丙烯腈纤维或沥青纤维等原丝进行预氧化处理,使碳链断裂、分子重排,再经过低温或中温炭化而制得;低温碳化纤维是先将预氧化纤维进行低温(一般在600~800℃)处理,使纤维进一步收缩,完成预热处理后再进行低温碳化处理;高温碳化纤维则是在1000~1300℃的高温下进行碳化处理。
表面改性碳纤维是将碳纤维表面进行化学或物理改性,以提高其与其他材料的相容性和浸润性,改善其与基体的界面性能。
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碳纤维可根据其原材料、制造工艺和用途等进行分类。以下是一些常见的分类和区别:
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维:这是最常见的碳纤维类型,由聚丙烯腈纤维经过碳化处理得到。其性能特点包括高强度、高模量、低密度、良好的热稳定性和耐腐蚀性等。
沥青基碳纤维:这种碳纤维以石油沥青或煤沥青为原料,经过纺丝、预氧化、碳化等工序制成。其性能特点包括低成本、低密度、良好的热稳定性和抗氧化性等。
黏胶基碳纤维:这种碳纤维以黏胶纤维为原料,经过预氧化、碳化等工序制成。其性能特点包括高强度、高模量、良好的热稳定性和耐腐蚀性等。
酚醛树脂基碳纤维:这种碳纤维以酚醛树脂为原料,经过纺丝、预氧化、碳化等工序制成。其性能特点包括高强度、高模量、良好的热稳定性和耐腐蚀性等。
气相生长碳纤维:这种碳纤维通过气相生长法合成,具有高纯度、高强度、高模量等特点。
在选择碳纤维时,需要考虑其用途、性能要求和成本等因素。例如,对于需要高强度和模量的应用,可以选择聚丙烯腈基或黏胶基碳纤维;对于需要低成本的应用,可以选择沥青基或酚醛树脂基碳纤维。
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