新(xīn)材料是國(guó)家重點發展的戰略新(xīn)興産(chǎn)業之一,也是科(kē)創闆六大重點推薦領域之一。新(xīn)材料領域涉及領域甚廣,其中(zhōng)碳纖維、半導體(tǐ)材料、矽基新(xīn)材料、
锂電(diàn)材料、PI薄膜等領域是市場廣闊而又(yòu)發展迅速的子行業,值得我們重點研究和跟蹤。
碳纖維(Carbon Fiber,簡稱 CF)是由聚丙烯腈(PAN)(或瀝青、粘膠)等有(yǒu)機母體(tǐ)纖維采用(yòng)高溫分(fēn)解法在 1,000 攝氏度以上的高溫惰性氣體(tǐ)下碳
化制成的含碳量在 90%以上的無機高分(fēn)子纖維。下圖左側為(wèi)碳纖維原絲(白色)和碳纖維成品(黑色),右側為(wèi)碳纖維織物(wù)。
碳纖維具(jù)有(yǒu)出色的力學(xué)性能(néng)和化學(xué)穩定性,其密度僅為(wèi)鋁的1/2,強度為(wèi)鋼的7~9倍,是目前已大量生産(chǎn)的高性能(néng)纖維中(zhōng)具(jù)有(yǒu)最高的比強度(質(zhì)量輕)和最高的比模量(剛度大)的纖維,這是碳纖維最重要的特點。
除此之外其還具(jù)有(yǒu)低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電(diàn)及熱導性高、熱及濕膨脹系數低、X光穿透性高、非磁體(tǐ)但有(yǒu)電(diàn)磁屏蔽
效應等特點,是發展國(guó)防軍工(gōng)與國(guó)民(mín)經濟的重要戰略物(wù)資。廣泛應用(yòng)于軍工(gōng)、航空航天、能(néng)源裝(zhuāng)備、體(tǐ)育休閑、汽車(chē)工(gōng)業、醫(yī)療器械、工(gōng)程機械、交通運輸、建築材料等領域。
碳纖維按絲束大小(xiǎo)分(fēn)類,碳纖維可(kě)劃分(fēn)為(wèi)小(xiǎo)絲束和大絲束,按照不同K數來劃分(fēn),1K表示一束碳纖維絲中(zhōng)含有(yǒu)1000根原絲。1-24K是屬于小(xiǎo)絲束,48K以上的被稱為(wèi)大絲束。
小(xiǎo)絲束的抗拉強度十分(fēn)穩定,離散性小(xiǎo),變異系數在5%以下,容易在生産(chǎn)和使用(yòng)過程中(zhōng),對其性能(néng)和質(zhì)量進行有(yǒu)效的控制;而大絲束抗拉強度不穩定,
變異系數高達15-18%,可(kě)靠性較差,大絲束碳纖維粘連、斷絲等現象更多(duō),這樣會使強度、剛度受影響,性能(néng)有(yǒu)所降低,性能(néng)的分(fēn)散性也會較大,不能(néng)作(zuò)為(wèi)承重結構加固材料。
小(xiǎo)絲束碳纖維主要應用(yòng)于國(guó)防軍工(gōng)等高科(kē)技(jì )領域,以及體(tǐ)育休閑用(yòng)品,如飛機、導彈、火箭、衛星和漁具(jù)、高爾夫球杆、網球拍等。大絲束碳纖維主要應用(yòng)于工(gōng)業領域,包括:紡織、醫(yī)藥衛生、機電(diàn)、土木(mù)建築、交通運輸和能(néng)源等。