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碳纤维

碳纤维

有时被称为“碳纤维”在出版物中使用英式拼写,碳纤维材料采用石墨或其他来源的碳来帮助加强复合材料。纳米工程师帮助开发了一系列创新产品,将碳纤维与聚合物、陶瓷和金属作为成分。这些纤维有时会织成织物。

生产碳纤维

今天,许多特种碳纤维材料的制造在很大程度上仍然是私有的。纳米技术领域近年来经历了爆炸式的增长,因为科学家们学会了在微观水平上设计材料。碳纤维技术广泛依赖纳米技术。自2005年以来,这一领域已经发展成为一个数十亿美元的产业。

一些金属部件制造商将碳纤维产品结合在部件中,以增加额外的强度和耐腐蚀性。碳纤维编织的织物提供了硬度和强度。碳纤维可以与陶瓷、塑料或其他材料紧密结合,创造出一系列耐用、持久且重量相对较轻的物品。

各种化学和物理过程有助于生产不同的碳纤维项目在今天的商业市场上。据报道,在大多数情况下,碳纤维的制造至少需要五个步骤:纺丝、稳定、碳化、表面处理和上浆。然而,所涉及的具体过程可能相差很大,因此不可能进行广泛的归纳。

旋转

据报道,在一些现代碳纤维产品中,合成树脂聚丙烯腈和从煤焦油或石油中提取的胶质沥青经常被用作前体。制造商使用各种化学和机械工艺将碳原子排列成长纤维(主要是),然后缠绕成直径在5到10微米之间的强纤维。他们把这种材料拉伸。

稳定

细丝中的碳原子在分子水平上结合在一起。据报道,大多数情况下,碳纤维制造商都在温控环境的帮助下对其产品进行改进,以消除杂质。热可以促进所需要的化学反应。在这一步骤中还可能发生进一步的机械操作。

碳化

炭化是在极高的温度和特定气体的帮助下发生的。由于专有工艺有时不同,在碳化过程中可能会根据制造商的需要发生变化。

进行表面处理

基于用于生产商业产品中的碳纤维成分的专有系统,不同的生产设施之间的单个前体和特定的机械过程可能会有所不同。这一领域正在进行的研究继续生产新的强碳纤维最终的商业用途。在大多数情况下,制造商可能会在成品碳纤维材料上涂上保护性的表面涂层。

分级

制造碳纤维的最后一步是在纤维上涂上额外的涂层后,将碳纤维切割成所需的尺寸,用于特定产品。制造商将把碳纤维组织成更有用的形式,用于生产织物或其他产品。例如,一些公司在进行织物制造之前将碳纤维装入大型工业筒管中。

碳纤维的分类

有些来源使用同样的磅每平方英寸的压力测量系统对碳纤维进行分类,该系统适用于在压力下保持或喷出的液体或气体的分类。在碳纤维的情况下,碳纤维的拉伸模量作为在拉伸过程中承受断裂的能力允许从“低”到“超高”拉伸模量的分类。这些参数表明制造商不会制造出同等强度的所有碳纤维。

碳纤维用途

今天,碳纤维在许多工业中得到了广泛的应用。这种强度高、重量轻的复合材料最初主要受到军方和航空航天制造商的关注。可以想象,碳纤维可以用于航天器、飞机、卫星、武器系统和装甲的部件。显然,它的许多应用可能仍然超出了公共知识的范围。

近年来,许多其他行业已经开始使用碳纤维产品。它们包括能源行业、交通行业和消费品行业。例如,一些风车产品在大型风力涡轮机上使用碳纤维增强叶片,以帮助利用风力发电。几家汽车制造商也开始使用碳纤维材料来帮助生产坚固但重量轻的车身。碳纤维甚至已经渗透到商业消费品领域;今天,一些制造商在他们的炊具中宣传碳纤维成分。亚搏手机版app官网下载Bunty LLC帮助客户在各种金属零件和消费品中使用碳纤维成分。

使用碳纤维的优点

碳纤维产品为厂家提供了一套重要的优势。

  1. 用这种材料制成的产品在某些情况下会显示出优异的抗拉强度。例如,当用于防弹衣时,它们提供了保护,防止穿透性炮弹。
  2. 碳纤维利用了一种廉价、易得的元素。制造商可以从各种各样的来源找到碳。虽然生产碳纤维所需的生产过程显然仍需要大量的资本投资,但这种材料的成本最终可能会下跌。
  3. 碳纤维有一些重量优势。这一因素可以减少与运输有关的费用。作为组装产品的组件,碳纤维增加了额外的强度而不强加体积和重量。
  4. 经过处理的碳纤维具有优良的抗腐蚀性能。然而在一些恶劣的环境中,处理过的碳纤维可能是某些部件的最佳选择。
  5. 据报道,编织碳纤维在高温下不会失去尺寸完整性。例如,陶瓷碳纤维复合材料导热不变形。适用的热膨胀系数为制造商提供了好处。

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