碳纤维性质与分类

碳纤维简介

碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构,在沿纤维轴方向表现出很高的强度。

碳纤维的特点

优点

1. 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,是一种的力学性能优异的新材料;

2. 碳纤维可以具有良好的纤度,约19g/9000米;

3. 碳纤维具有导电性和一定的导热性;

4. 在不接触空气和氧化剂时,碳纤维能够耐受3000度以上的高温,具有突出的耐热性能;

5. 碳纤维拉伸强度约为2~7GPa,拉伸模量约为200~700GPa;

6. 密度约为1.5到2.0克每立方厘米;

7. 碳纤维的拉伸强度是钢的7-8倍,而密度只有它的1/4,比强度是铁的20倍;

8. 碳纤维具有吸收微波性能;

9. 碳纤维耐腐蚀;

10. 碳纤维具有一定的吸附性。

缺点:

碳纤维缺点:脆,轴向向受力大,而径向受力较差,弯曲易折断

碳纤维分类

1、碳纤维按原料来源可分为:

聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维,目前90%以上都是聚丙烯腈基碳纤维。注:目前三菱是沥青基碳纤维最大的供应商。

2、碳纤维按状态分为:

长丝、短纤维和短切纤维。

3、按性能可分为:

通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维。

碳纤维的一些重要概念

强度,就是材料拉断的力量大小

模量,就是单位变形下需要的里的大小,简单说模量越大就越硬

东丽为例:T系列就是高强,M系列就是高模。

以东邦为例:

名称 拉伸强度(kg/mm2

*10Mpa

拉伸模量(t/mm2

*GPa

HTS(高强型;通用品) 400 24
UTS(超高强型) 500~ 24~
IMS(中模量/高强型) 480~600 29~30
HMA(高模量型) 300 35
UMS(高模量/高强度型) 350~500 40~68
钢铁 40 21

碳纤维按产品规格的不同被划分小丝束和大丝束,通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维,大丝束碳纤维的开发主要是为了针对工业级产品,如汽车等行业。所谓K就是一束丝里面有一千根丝,1K就是1千根,12k就是12×1000=1万2千根。(本文转载来源公众号:严说一点,仅供参考学习)

发布者

高分子

交流高分子材料技术,请加微信:2322739585 可以加入各种材料群