碳纤维的发展与应用简介
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碳纤维的发展与应用简介
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顾名思义，碳纤维（Carbon Fiber）是一种纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上，直径一般为5～7微米，约为成年人头发直径的十分之一。碳纤维的起源可追溯到19世纪后期，美国人爱迪生（Edson）用碳丝制作灯泡的灯丝，从而发明了电灯，给人类社会带来了光明。但是在20世纪初期，美国通用电器公司的库里基（Coolidge）发明了用钨丝取代碳丝作为灯丝，并一直沿用至今。这使得碳丝一度退出了历史舞台。直到20世纪50年代，在美苏冷战和争霸的时代背景下，为了解决战略武器的耐高温和耐烧蚀材料，碳纤维再次进入人们的关注视角。并自此以后，在材料科学领域掀起了碳纤维研究与开发热潮，各种有机纤维被用来尝试制备碳纤维。经过几十年的发展，形成了聚丙烯腈（PAN）、沥青和粘胶三大原料体系。其中，PAN基碳纤维因其生产工艺简单、生产成本较低和力学性能优良的特点，已成为发展最快、产量最高、品种最多以及应用最广的一种碳纤维。
PAN纤维的商品名为腈纶，广泛用于服饰领域，由于其性能很像羊毛，故又称为人造羊毛。首先发明用PAN纤维制造碳纤维的是日本大阪工业研究所的进藤昭男（Shindo）博士。他发现PAN纤维需经氧化处理才可得到碳纤维。随后，英国皇家空军研究所的瓦特（Watt）和约翰逊（Johnson）等人发现在氧化过程中施加张力牵伸才能制得高性能碳纤维。1969年，日本东丽公司（Toray）研制出共聚PAN原丝，结合美国联合碳化物公司（Union Carbide）的炭化技术，生产出高强度、高模量碳纤维。如今，东丽公司的PAN基碳纤维无论质量还是产量都居世界前列，代表当今世界最高水平。
图1 碳纤维　　　　　　　　　　 图2 东丽碳纤维产品性能
碳纤维作为一种高性能纤维，具有十分优异的力学性能，拉伸强度约为2～7GPa，拉伸模量约为200～700GPa。再加上它的重量很轻，密度约为1.5～2.0g/cm3，仅为钢的四分之一，这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。除此之外，碳纤维还具有许多其它优良性能，如耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、热膨胀系数低、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。在没有氧气存在的情况下，碳纤维能够耐受3000oC以上的高温，这是其他任何纤维材料无法与之相比的。而且，碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，完全不存在生锈的问题。
如此优异的性能使碳纤维成为了材料科学与工程领域的耀眼明星。但碳纤维很少单独使用，一般只通过与树脂、金属或者陶瓷等基体材料进行复合后再使用。碳纤维已成为先进复合材料最重要的增强材料。由于碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，目前已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。
碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。将碳纤维复合材料应用在战略导弹的弹体和发动机壳体上，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力，如美国80年代研制的&侏儒&洲际导弹（图3）三级壳体全都采用碳纤维/环氧树脂复合材料。碳纤维复合材料在新一代战斗机上也开始得到大量使用，如美国第四代战斗机F22（图4）采用了约为24%的碳纤维复合材料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高机动性和隐身等特性。碳纤维在舰艇上也有重要的应用价值，可减轻舰艇的结构重量，增加舰艇有效载荷，从而提高运送作战物资的能力，而且，碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，可以延长使用寿命和节省维护费用。
　　　 　　
图3 美国&侏儒&洲际导弹　　　　　　　& 图4 美国F22战斗机
碳纤维还是让大型民用飞机、汽车、高速列车等现代交通工具实现&轻量化&的完美材料。新一代大型民用客机空客A380（图5）和波音787（图6）使用了约为50%的碳纤维复合材料。这使飞机机体的结构重量减轻了20%，比同类飞机可节省20%的燃油，从而大幅降低了运行成本、减少二氧化碳排放。
图5 空客A380飞机　　　　　　　　　　& 图6 波音787飞机
碳纤维在风能、核能和太阳能等新能源领域也具有广阔的应用前景。当风力发电机功率超过3MW，叶片长度超过40米时，传统玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限，采用碳纤维复合材料制造叶片是必要的选择。只有碳纤维才能既减轻叶片的重量，又能满足强度和刚度的要求。
碳纤维在运动休闲领域中也一直独领风骚，像高尔夫球杆、钓鱼竿、网球拍羽毛球拍、自行车、滑雪杖、滑雪板、帆板桅杆、航海船体等高档运动休闲用品都是碳纤维的主要用户之一。近几年来，碳纤维开始走进普通民众的生活，像音响、浴霸、取暖器等家用电器以及手机、笔记本电脑等电子产品也可以看到碳纤维的身影。
碳纤维的应用产品不胜枚举。随着性能的进一步提升和价格的大幅降低，碳纤维的应用领域必将得到更宽广的拓展。可以预见将来碳纤维不但会在高、精、尖领域大显身手，而且还会成为普通民众日常生活中最亲密、最信赖的朋友。
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碳纤维电热毯好不好 碳纤维电热毯发热原理是什么
电热毯是大家都使用过的产品，但是可能大家用的都是传统的电热毯。大家或多或少的可能都听说过那些传统电热毯的危害。但是，现在随着消费需求的变化，以及整个家纺行业的不断发展，一种的新的电热毯已经问世了，它就是碳纤维电热毯。对于这种新型的碳纤维电热毯大家都有了解吗？
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为了让大家了解碳纤维，小编今天就会跟大家分享一些与碳纤维电热毯相关的知识，包括碳纤维电热毯的产品介绍，和碳纤维电热毯和传统电热毯的区别，以及一些碳纤维电热毯发热原理介绍。除此之外，小编还会给大家介绍一些辨认碳纤维电热毯的相关知识。也希望小编对碳纤维电热毯的这些讲解会对大家认识了解碳纤维电热毯和选购碳纤维电热毯会有所帮助。
碳纤维电热毯-产品介绍
&&&&&&碳纤维电热毯它是把天然纤维或者是人造纤维通过碳化，然后制成的碳纤维电热毯。就这个碳纤维电热毯来说，它有比较细的微孔径。导热效果比较好，可以高达98%，可以更多的电能转化为热能。碳纤维电热毯的工作效率很高，而且还能减低能耗。碳纤维电热毯还可以根据环境的温度自动的调节温度。像这样的碳纤维电热毯产品就是比较高端对产品。
碳纤维电热毯-发热原理
&&&&&&既然碳纤维电热毯它与传统的电热毯有所区别，那么朋友们肯定就会想知道，它到底有什么特别之处，它的发热原理和传统的电热毯是不是一样的呢？其实，碳纤维电热毯它的发热原理是和传统的电热的发热原理是不一样的。这都是与它的相关。碳纤维电热毯发热的原理就是在电的引发下，碳分子产生&布朗运动&，这个运动简单讲就是碳分子之间通过摩擦和撞击产生热量。碳纤维电热毯能把98%的电能转化为热能。
碳纤维电热毯-产品特点
&&&&&&碳纤维电热毯的产品特点就是，它的辐射没有传统的电热毯辐射那么强。此外，碳纤维电热毯相对于传统的电热毯来讲，碳纤维电热毯的耗电量更少，而且温度还可以自动调节，因此，碳纤维电热毯在使用起来也会比较的方便。另一方面，碳纤维电热毯可以折叠，还可以水洗。也因此，碳纤维电热毯的安全性比传统的电热毯更高。
碳纤维电热毯-产品作用
&&&&&&与传统的电热毯相比，碳纤维电热毯还有传统电热毯没有的一些功能。就这些碳纤维电热毯的功能来讲，主要还是它的保健功能。原因是因为碳纤维电热毯具有远红外，这种远红外的波长可以达到4-15微米。碳纤维电热毯的这种功能可以增强人体的新城代谢，对血液循环有帮助，另外对一些颈椎病和肩周炎都有一定的改善和辅助治疗的效果
碳纤维电热毯-选购要点
&&&&&&市面上那么多的碳纤维电热毯产品，我们在选购碳纤维电热毯的时候，肯定回到一些商家拿普通的电热毯就说是碳纤维电热毯，为了防止上当受骗，我们学习一些辨认碳纤维电热毯的方法是很有必要的。首先，碳纤维电热毯的升温较传统的电热毯来说要快很多；然后，碳纤维电热毯它比较柔软，可以折叠，还可以水洗；最后，碳纤维电热毯中的纤维是黑色的。知道这些就基本上能帮助我们在选购碳纤维电热毯的时候不会被骗了。
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电热毯还是要买双螺旋结构的才稳定，而且就算断了也不会着火
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加工碳纤维用什么刀具
日期： 08:27阅读次数：
　　碳纤维复合材料具有脆性大、硬度高特点，切削过程存在难成屑、导热慢、切削区域温度高，刀具易磨损等问题，加工后的产品则表现为分层、撕裂、翻边等缺陷。因此，要求刀具具有良好的耐磨性和散热件，并有抑制分层和撕裂的结构特点。无锡威盛(RSN)新材料科技有限公司根据7年的生产加工碳纤维经验给大家分析一下加工碳纤维的刀具选择。
（图示：加工碳纤维新型SPF钻头）
　　&菠萝刃&镂铣刀
　　这种刀具的上切、下切菱型刃设计能有效切断碳纤维材料。同时较深的排屑槽在切削加工过程中能够通过切屑的排出带走大量的切削热，避免碳纤维复合材料机体的损伤。此外.带金刚石涂层的刀具表面能够提高刀具的耐磨性能，延长刀具的使用寿命。
　　双刃压迫式铣刀
　　双刃压迫式铣刀采用左、右螺旋刃的设计，锋利的切削刃同时具有上切和下切的螺旋梢，切削时平衡刀具上下轴向力，确保将切削力合力指向材料的内侧，以获得稳定的切削条件，可抑制材料分层现象的产生。该刀具适用于加工较厚的碳纤维层合材料或夹层材料。
　　PCD 8面刃钻头
　　PCD 8面刃钻头采用8面刃的钻尖设计，使得刀具能够更好的钻入和钻出增强型碳纤维复合材料，减少碳纤维复合材料的分层趋势，为能够更好的切断碳纤维，该类刀具可采用在整体硬质合金钻头焊接PCD的切削方式制造，以获得更好的耐磨性能，能够在加工过程中长久的保持刀具的锋利性。
　　无锡威盛新材料科技有限公司（简称:威盛新材）最早成立于2005年，现总注册资金1000万，是一家集研发、制造汽车工业、航空军工、医疗器械、轨道交通等碳纤维零部件制造商。如有碳纤维碳纤维方面的加工需求可以提供设计图纸，按图纸定制批量生产。
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目录1 拼音tàn xiān wéi2 注解碳纤维是有机在1000℃以上碳化，使含碳量在85％以上的纤维。根据不同，碳纤维分为高强度、高模量碳纤维、碳纤维以及交换碳纤维。目前碳纤维已发展成为用途广泛、性能优异的工业用高性能纤维。聚基和基碳纤维是目前用量最大的两种高强度、高模量的碳纤维。它的化学性能类似于块状碳，温度高于400℃时会出现明显的氧化。它有良好的耐低温性能，还有耐油、耐辐射、和减速的特性。它们本身的用途不大，通常作为负荷的一种媒介加入到、、中，或用化学气相沉积法把碳沉积在纤维织物中，制成复合碳纤维，才能使它成为有用的工业材料。目前碳纤维的应用已深入到人类的各个领域，特别是宇航工业、飞机业、汽车工业和运动器械等方面的应用令人瞩目。例如，哥伦比亚号航天飞机的两只火箭喷口都使用碳纤维复合材料。用碳复合材料制成的飞机比铝制飞机减重15％～30％，成本下降20％。汽车上有20％～60％的部件可用制造。碳纤维增强塑料可用于制造运动器械，如网球拍、高尔夫球棒、赛艇、赛车等。 相关文献
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