碳纤维:碳化温度12001500C,碳含量 95%以上0 按制 石墨纤维:石墨化温度2000C以上, 碳含 量99%以上。 造条 件和 活性碳纤维:气体活化法,CF在 600~1200℃,用水蒸汽、C02 方法 空气等活化。 分类 气相生长碳纤维:惰性气氛中将小分子有 机物在高温下沉积成纤维一 晶须或短纤维
按制 造条 件和 方法 分类 碳纤维:碳化温度1200~1500oC,碳含量 95%以上。 石墨纤维:石墨化温度2000oC以上,碳含 量99%以上。 活性碳纤维:气体活化法,CF在 600~1200oC,用水蒸汽、CO2、 空气等活化。 气相生长碳纤维:惰性气氛中将小分子有 机物在高温下沉积成纤维- 晶须或短纤维
■高性能碳纤维 ■高强度HS),超高强度VH$), ■性能分类 ■高模量(HM),中模量(MM) ■低性能碳纤维 耐火纤维,碳质纤维,石墨纤维等 ■受力结构用碳纤维 ·耐焰碳纤维 功能分类 ■活性碳纤维(吸附活性) ■导电用碳纤维 ■润滑用碳纤维 ·耐磨用碳纤维
▪性能分类 ▪高性能碳纤维 ▪高强度(HS),超高强度(VHS), ▪高模量(HM),中模量(MM) ▪低性能碳纤维 ▪耐火纤维,碳质纤维,石墨纤维等 ▪受力结构用碳纤维 ▪耐焰碳纤维 ▪活性碳纤维(吸附活性) ▪导电用碳纤维 ▪润滑用碳纤维 ▪耐磨用碳纤维 ▪功能分类
短纤维短切碳纤维和碳毡 ■长纤维碳纤维长度可达几千米 ·二(双)向织物 ·纤维 ■布的叠层结构将碳布折叠成一定的长、宽、 外观 的形状 ■扭绳或编织绳将数束单丝纤维合并成小股, 以数股或数十股进行扭编或编织,可制成粗 细不等的圆形或方形绳。 ·三向织物和多向织物 4D织物结构示意图
▪纤维 外观 ▪短纤维 短切碳纤维和碳毡 ▪长纤维 碳纤维长度可达几千米 ▪二(双)向织物 ▪布的叠层结构 将碳布折叠成一定的长、宽、高 的形状 ▪扭绳或编织绳 将数束单丝纤维合并成小股, 以数股或数十股进行扭编或编织,可制成粗 细不等的圆形或方形绳。 ▪三向织物和多向织物 ▪ 长 纤 维 ▪短纤维
2.2.2 碳纤维的制造 碳纤维(C)是一种以碳为主要成分的纤维状材 料。它不同于有机纤维或无机纤维,不能用熔 融法或溶液法直接纺丝,只能以有机物为原料, 间接荆造:即气相法和有机纤维炭化法。 般以有机纤维为原料制造CF的过程: 有机纤维 → 预氧化处理一高温碳化 原丝
9 2.2.2 碳纤维的制造 碳纤维(CF)是一种以碳为主要成分的纤维状材 料。它不同于有机纤维或无机纤维,不能用熔 融法或溶液法直接纺丝,只能以有机物为原料, 间接制造:即气相法和有机纤维碳化法。 一般以有机纤维为原料制造CF的过程: 有机纤维 预氧化处理 高温碳化 原丝
(1) 以粘胶纤维为原料制造C CH2OH 分子式(C6 HioOs)n 纤维素的分子结构式 粘胶纤维由于具有环状分子结构,所以可 以直接进行碳化或石墨化处理,加热不会熔融, 不需予氧化处理进行环化
(1)以粘胶纤维为原料制造CF CH2OH O OH OH O CH2OH OH OH O O 纤维素的分子结构式 分子式 (C6H10O5 )n ▪ 粘胶纤维由于具有环状分子结构,所以可 以直接进行碳化或石墨化处理,加热不会熔融, 不需予氧化处理进行环化