碳纖維產品的優缺點

 碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料這種復合材料來應用碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復合材料所做的飛機不但輕巧，而且消耗動力少，推力大，噪音??；用碳纖維制電子計算機的磁盤，能提高計算機的儲存量和運算速度；用碳纖維增強塑料來制造衛星和火箭等宇宙飛行器，機械強度高，質量小，可節約大量的燃料。1999年發生在南聯盟科索沃的戰爭中，北約使用石墨炸彈破壞了南聯盟大部分電力供應，其原理就是產生了覆蓋大范圍地區的碳纖維云，這些導電性纖維使供電系統短路。 目前，人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采用一些含碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成 碳纖維是纖維狀的碳材料，其化學組成中含碳量在90%以上。由于碳的單質在高溫下不能熔化（在3800K以上升華），而在各種溶劑中都不溶解，所以迄今無法用碳的單質來制碳纖維。 碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。目前世界上產生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產生的步驟為A預氧化：在空氣中加熱，維持在200-300度數十至數百分鐘。預氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構，以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態。B碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，維持數分至數十分鐘，就可生成產品碳纖維；所用的惰性氣體可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣，但一般多用高純氮氣。C石墨化：再在惰性氣氛（一般為高純氬氣）加熱至2000-3000度，維持數秒至數十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。 碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數），一般僅約為19克；拉力高達300KG/MM2；還有耐高溫、耐腐蝕、導電、傳熱、彭脹系數小等一系列優異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優異性能。 目前，碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料來應用。這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優越，用途非常廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等重要材料；制造噴氣式發動機；制造耐腐蝕化工設備等。 羽毛球：現在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成?！咎祭w維 】carbon fibre 含碳量高于90％的無機高分子纖維 。其中含碳量高于99％的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發生氧化，與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此，碳纖維在使用前須進行表面處理 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得；按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa）、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型（強度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。強度大于4000MPa的又稱為超高強型；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展，還出現了高強高伸型碳纖維，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。 碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨使用，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。碳纖維 由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經氧化、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維。
　　碳纖維目前在替代采暖材料核心發熱體上也有新的貢獻，國外，在很多節能采暖設備的核心發熱體上已經由以前普遍采用的金屬材料逐步升級到碳纖維材料，碳纖維材料在采暖方面的應用主要考慮利用了材料的耐腐蝕，抗氧化（金屬容易氧化造成局部擊穿），高穩定性，壽命更長（很多產品在300攝氏度下普遍能夠達到穩定工作100000小時的時間），熱轉換率高（97％以上）等特點。由于我國在碳纖維材料生產研發方面相對還處在落后的境況，高質量的碳纖維材料還是依靠日韓進口，所以價格居高不下，但隨著國內合資、合作形式的出現，以碳纖維為核心技術的產品卻已經走入了尋常消費者的家中。
　　碳纖維產品在采暖方面的應用分了不少形式，比如短纖，短切纖維通常用在如“碳晶”“地暖膜”等采暖產品上，石墨類產品在早起的采暖膜中應用比較廣泛，膜類產品除了在采暖上有所應用，在熱水器，工業設備恒溫環境保障方面應用也是十分廣泛。