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碳纤维的性能特征

发布时间:2021-04-28点击量:

    碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高热传导系数、低热膨胀系数、耐辐射等优异的性能。

    (1) 力学性能

    碳纤维的结构取决于原丝结构与碳化工艺。用X射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真实的碳纤维结构并不是理想的碳纤维结构,而是乱层石墨结构。单晶石墨的理论强度和模量可达180GPa1000GPa左右, 而碳纤维的实际强度和模量远远低于其理论值。纤维中的缺陷如结构不均、直径变异、微孔、裂缝或沟槽、杂质等是影响强度的因素。


    (2)物理性质

    碳纤维密度在1.5~2.0g/cm之间,与原丝结构和碳化温度有关;膨胀系数有各向异性特点,平行于纤维方向为负值[(0.72~-0.90)×10-6/],垂直方向为正值[(22~32)×10-6/];碳纤维的比热容为0.712kJ/(kgK);碳纤维在纤维方向上的热导率可以超过铜,最高可以达到700W/(mK)


    (3)化学性能

    碳纤维的化学性质与碳很相似。它除能被强氧化剂氧化以外,对一般酸碱多是惰性的。在不接触空气时,碳纤维在高于1500时强度才下降。另外,碳纤维还有很好的耐低温性能,还能耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。


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