碳纖維有哪些種類？
碳纖維的原始狀態(tài)估計(jì)99%的人都沒(méi)見(jiàn)過(guò)，其實(shí)就一團(tuán)黑色的絮狀物，很難將它與應(yīng)用中的高強(qiáng)性能聯(lián)系在一起。其實(shí)碳纖維通常是由纖維材料經(jīng)過(guò)化學(xué)處理而得來(lái)的，而且纖維材料并不止1種，那得出的碳纖維自然也不是1種，來(lái)看看有哪些碳纖維吧。
碳纖維有哪些種類？
碳纖維通常根據(jù)其生產(chǎn)中使用的前體材料的類型進(jìn)行分類。前體材料通常是聚丙烯腈(PAN)、瀝青或人造絲，它們經(jīng)過(guò)各種化學(xué)和機(jī)械處理以生產(chǎn)碳纖維。
1、PAN基碳纖維：PAN基碳纖維是最常用的碳纖維類型。它由聚丙烯腈纖維(PAN)經(jīng)過(guò)上千度的氧化而制成，在進(jìn)行編織成絲，以其高強(qiáng)度和剛度而著稱。
2、瀝青基碳纖維：瀝青基碳纖維由石油或煤焦油瀝青制成，是化學(xué)處理加工而得出的一種碳纖維，是石油精煉過(guò)程的副產(chǎn)品，它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。
3、中間相碳纖維：由一種中間相瀝青制成的碳纖維，具有獨(dú)特的球形，用于各種工業(yè)應(yīng)用，包括電池和燃料電池。
4、人造絲碳纖維：人造絲碳纖維由纖維素基纖維制成，例如竹子或棉，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理以生產(chǎn)碳纖維。它比其他類型的碳纖維便宜，但強(qiáng)度和剛度也較差。
碳纖維是如何制備出來(lái)的？
別看碳纖維的抗拉強(qiáng)度和彈性模量遠(yuǎn)超金屬，其實(shí)它最開(kāi)始的狀態(tài)卻很柔軟，比如聚丙烯腈纖維看上去就很脆弱。碳纖維之所以能夠獲得極強(qiáng)的力學(xué)性能，其實(shí)與制備工藝脫不開(kāi)關(guān)系，來(lái)看看碳纖維是怎么生產(chǎn)制備出來(lái)的吧。
1、制作前體材料：前體材料是一種聚合物，例如聚丙烯腈(PAN)、人造絲或?yàn)r青，用于制造碳纖維。前體材料被紡成長(zhǎng)纖維，然后被加熱到高溫以去除任何雜質(zhì)并產(chǎn)生富含碳的材料。
2、制造碳纖維：前體材料提純后，在溫度受控的熔爐中加熱至高溫。這個(gè)過(guò)程稱為碳化，它會(huì)從纖維中去除所有殘留的非碳元素，留下純碳。
3、處理碳纖維：然后用上漿劑處理碳纖維，這有助于保護(hù)它們?cè)诰幙椷^(guò)程中免受損壞。上漿還有助于將纖維粘合在一起，形成一種堅(jiān)固、有粘性的材料。
4、編織碳纖維：使用稱為紡織制造的工藝將碳纖維編織在一起形成織物。這涉及將纖維以特定圖案交織在一起，以形成堅(jiān)固而柔韌的織物。
碳纖維材料本身的性能極好，但無(wú)法直接應(yīng)用，因此需要基體材料與之融合，形成碳纖維復(fù)合材料?；w材料可分為樹(shù)脂基、橡膠基、金屬基、陶瓷基等等，不同的基體會(huì)提供不同的性能支持，這也是碳纖維材料功能拓展的重要方式。
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