碳纤维材料介绍PPT
碳纤维（Carbon Fiber，简称CF），是一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成...
碳纤维（Carbon Fiber，简称CF），是一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。碳纤维的分类碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维（PANCF）、沥青基碳纤维（PitchCF）和黏胶基碳纤维（RCF）。碳纤维按性能可分为通用型和高性能型两类。通用型碳纤维强度为1000MPa级，模量为100GPa级，主要用于非结构材料。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。碳纤维的性能特点碳纤维主要有碳单质组成，是一种质地柔软、比重小、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高的材料。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与基体组成复合材料，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。碳纤维的主要性能列举如下：碳纤维具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性碳纤维的密度小因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与基体组成复合材料，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。在密度、刚性和重量方面，在温度不变情况下，碳纤维不像其他材料在温度变化时会发生明显的热胀冷缩效应。碳纤维的化学性质也与一般碳素材料相似，除强氧化剂外，不耐酸、碱和有机溶剂的侵蚀碳纤维的轴向强度和模量高密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等碳纤维的制造方法碳纤维的制造过程大致分为以下步骤：将含碳有机纤维（如聚丙烯腈纤维、沥青纤维、酚醛纤维等）在惰性气氛中或真空条件下进行高温碳化处理将有机纤维碳化至含碳量大于90%以上用高温炉在惰性气氛中或真空下进一步将碳化纤维进行石墨化处理制得石墨纤维碳纤维的制造方法主要有两种，即粘胶纤维碳化法和聚丙烯腈纤维碳化法。碳纤维的应用领域碳纤维以其轻质、高强、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性在高端汽车、风电叶片、体育休闲、航空航天等众多领域大显身手。碳纤维复合材料制成的产品，以其质量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，在航空、航天、汽车、土木建筑、体育器材及休闲用品等领域得到了广泛应用。碳纤维复合材料已成为先进复合材料最重要的增强体。航空航天碳纤维复合材料在航空航天领域具有不可替代的重要地位，主要用于制作飞机和卫星等的结构材料。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，可以显著减轻飞行器的质量，提高有效载荷和飞行器的各项性能。碳纤维复合材料已成为先进复合材料最重要的增强体。在航空航天领域，碳纤维复合材料主要应用于飞机机身、机翼、尾翼、发动机支架、方向舵、副翼、起落架、火箭发动机壳体和卫星支架等部件。体育器材碳纤维复合材料在体育器材方面有着广泛的应用，如高尔夫球杆、渔具、网球拍、羽毛球拍、自行车、滑雪杖等。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，可以显著提高器材的性能和使用寿命。汽车工业碳纤维复合材料在汽车工业中的应用越来越广泛，主要用于制造车身、车架、底盘、发动机支架等部件。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，可以显著减轻汽车的质量，提高燃油经济性和动力性能，同时还可以提高汽车的安全性能和舒适性。建筑工业碳纤维复合材料在建筑工业中的应用也越来越广泛，主要用于制作桥梁、建筑构架、墙体、屋顶等部件。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，可以显著提高建筑物的承载能力和耐久性，同时还可以减轻建筑物的质量，降低能耗和维护成本风能领域碳纤维复合材料在风能领域也有重要的应用，主要用于制造风力发电机叶片。风力发电机叶片是风力发电机的关键部件之一，需要承受复杂的气动载荷和环境条件。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导电导热性能良好、化学稳定性高等特性，可以提高叶片的强度和刚度，同时减轻叶片的质量，提高风能转换效率和使用寿命。电子电气碳纤维复合材料在电子电气领域也有着重要的应用。由于碳纤维具有优良的导电性能，因此可以作为电极材料、电磁屏蔽材料、电容器材料等。同时，碳纤维复合材料还具有重量轻、强度高、耐高温、化学稳定性高等特点，可以在电子电气产品中替代传统的金属材料，减轻产品重量，提高产品性能。医疗卫生碳纤维复合材料在医疗卫生领域也有着独特的应用。碳纤维具有生物相容性好、无毒无害等特点，可以用于制作医疗器械、人工关节、牙科材料等。此外，碳纤维复合材料还可以用于制作医用床板、轮椅等辅助设备，提高患者的生活质量和康复效果。交通运输碳纤维复合材料在交通运输领域也有着广泛的应用。除了在汽车工业中的应用外，碳纤维还可以用于制造高速列车、船舶、飞机等交通工具的关键部件。碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、化学稳定性高等特点，可以提高交通工具的性能和安全性，降低能耗和维护成本。其他领域除了以上几个领域外，碳纤维复合材料还在许多其他领域得到了应用。例如，碳纤维可以用于制作体育器材中的钓鱼竿、弓箭等；在石油化工领域，碳纤维复合材料可以用于制作耐腐蚀的管道、储罐等设备；在航空航天领域，碳纤维还可以用于制造卫星天线、太阳能电池板等部件。随着碳纤维制备技术的不断发展和完善，碳纤维复合材料的应用领域还将不断扩大。碳纤维的未来展望随着全球对高性能、轻量化材料需求的不断增长，碳纤维复合材料作为一种高性能、轻质化的新材料，将在更多领域得到广泛应用。未来，碳纤维复合材料将会在航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域继续发挥重要作用，并且随着技术的不断进步和成本的降低，其应用领域还将不断扩大。同时，随着环保意识的不断提高，碳纤维复合材料作为一种可回收、可再利用的材料，也将得到更多的关注和应用。总之，碳纤维复合材料作为一种重要的高性能新材料，未来的发展前景广阔。
