碳纤维的应用领域有哪些?
碳纤维夹心结构具有轻质、高强、高模、耐腐蚀、导电、屏蔽性能好、吸波性高等特点,主要应用于军工、航空航天等高科技领域。但随着经济的高速发展,碳纤维的优异性能在民用领域的应用也日益广泛。
短切碳纤维夹心结构的主要应用领域包括:
1.增强改性塑料:尼龙、聚丙烯、聚碳酸酯、酚醛、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等;
2.建筑领域:碳纤维增强水泥、导电涂料、防静电地平等;
3.电热领域:导电纸、电热板、导电表面毡、针刺毡等;
4.屏蔽材料:制造屏蔽烟雾、屏蔽幕墙等;
5.隔热保温材料:碳纤维增强耐火坯和砖、碳纤维增强陶瓷等;
6.新能源领域:燃料电池的电极等。
碳纤维夹心结构具有哪些性质:
1.物理性质
碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征。它的重量很轻,它的比重比铝还要轻,不到钢的1/4,比强度是铁的20倍。同钛、钢、铝等金属材料相比,碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,可以称为新材料之王。
2.化学性质
碳纤维的化学性质与碳相似,对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性,不溶不胀,耐蚀性出类拔萃,完全不存在生锈的问题。但其耐冲击性较差,容易损伤。碳纤维还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性。
碳纤维夹心结构具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
要想得到质量好碳纤维夹心结构,需要注意一下技术要点:
(1)实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始。原丝质量既决定了碳纤维的性质,又制约其生产成本。质优PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件。
(2)杂质缺陷较少化,这是提高碳纤维拉伸强度的根本措施,也是科技工作者研究的热门课题。在某种意义上说,提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。