一、碳纖維的性能與用途
? ? ? ? ?1碳纖維的性能
? ? ? ? ?碳纖維具備許多優秀的性能,其中包括密度低,模量高,不會發生蠕變等。除此之外,碳纖維的軸向強度也處于較高水平,在非氧化的環境中可以抵御超高溫,抵抗一定的疲勞。碳纖維具備良好的導電性能和導熱性能,熱膨脹系數較小,也更耐腐蝕。這些性能都使得碳纖維能夠在航天領域和工業領域得到大范圍的應用。

2碳纖維的用途
? ? ? ? ?碳纖維在本質上也屬于一種高性能的纖維,但它既保留了其自身的優勢特點,又融合了纖維的柔軟性能。碳纖維的這兩種特性都使得碳纖維的復合材料性能得到大幅度的增強,并在軍事領域和工業領域得到廣泛的應用。而今,碳纖維已經在高科技領域被視為新型工業材料的典范了。
? ? ? ? ?二、碳纖維在各類材料中的應用
? ? ? ? ?1碳纖維在陶瓷材料方面的應用
? ? ? ? ?伴隨對于新材料研究的不斷增多,已經有一批質優價廉的新型材料被發現和推廣。這些新型材料在物理化學的性能方面更為優良,其中最具代表性的便是陶瓷材料。陶瓷材料在抵抗腐蝕性和高溫性方面具有較高的優勢,因而可以更好地被應用在工業領域的產品和民用領域的產品當中。但是,陶瓷材料也存在著一項重大的缺陷,就是它的脆性較高,并且在制造時對于其中所出現的縫隙和氣孔十分敏感。這項缺陷使得陶瓷材料在使用的過程中會受到較大程度的制約。而如果利用碳纖維的特性將其應用在陶瓷材料中,就可以很大程度的提升所制產品的韌性,減少產品的脆性和敏感度,可以更好的降低陶瓷制品出現裂縫的可能性,從而保障陶瓷制品的使用性能。
? ? ? ? ?2碳纖維在制作碳復合材料方面的應用
? ? ? ? ?碳復合材料作為新型的復合材料,其組成的大多數成分都是各類碳,其中纖維碳、樹脂碳和沉積碳的數量最多。在進行碳復合材料的制作時,通常都會采取人工作業的方式,而且該種復合材料包含了較為復雜的碳元素成分,所以材料的性能更為優異。在進行使用時最主要的性能便是它的穩定性和高剛性。在一些進行高溫制造的行業也通常會用到該種碳復合材料,因為它所富含的碳元素成分較為豐富,穩定性也就更好,更適合在這種高溫環境下工作。除此之外,該種復合材料由于其在高溫當中不熔不燃的特性也可以成為大部分金屬材料的替換材料。所以碳復合材料的使用范圍越來越廣泛。
? ? ? ? ?3碳纖維在增強金屬材料方面的應用
? ? ? ? ?將碳纖維按照一定的分量加入金屬材料中,可以更好地提升金屬材料的硬度。在目前市場中比較常見的作為金屬基體的是鋁、鎳等等合金材料。在利用碳纖維來增強金屬材料所得到的新型復合材料當中,鋁鎂的復合材料是使用和制造中較為成熟的一款復合材料。在制造的過程當中,對于碳纖維的表面進行涂層是比較困難的一項技術問題,很容易導致碳纖維的損害,以致復合材料的性能被大幅度削弱。在目前的生產過程當中,最為常用的解決方式有氣相沉積等,盡管是較為成熟的處理技術,但由于技術處理的過程較為繁瑣,而且要花費大量的成本,這都使得產品的價格被大幅提升,阻礙了該類復合材料的推廣和發展。
? ? ? ? ?三、對于碳纖維未來發展趨勢的展望
? ? ? ? ?碳纖維是一項高新的技術,屬于具有高附加值的產品,有著很多其他的復合材料無法相比的優異特性。而且碳纖維的復合材料有著更廣泛的使用領域和發展的前途。由于我國經濟發展的進程在不斷加快,對于碳纖維市場的需求也在逐漸增加,因此加快我國碳纖維市場和碳纖維工業的發展也成為一種趨勢。從這一方面來說,并結合我國目前碳纖維市場的問題,就更需要我們加快對碳纖維的研究,并推動其市場的發展。
? ? ? ? ?碳纖維技術在生產工藝方面的流程較長,技術的關鍵點也較多,是一項多類學科和多項技術的集成體。為了能更好的發展我國的碳纖維工業,首要的一點便是解決碳纖維工業化的問題,在這一方面我們可以采取利用引進技術和自主創新技術相結合的方式,以保證能夠以最快的速度實現規模化的工業生產形式。在進行工業和生產實踐的過程當中,不斷的培養和鍛煉人才,累積實踐經驗,以保證在發展過程中不斷的提高碳纖維的技術水平并掌握真正的核心技術。除此之外,有關單位的研究人員還應當解決原絲的質量問題,加強對碳化和石墨化等相關設備的完善工作,并做好對于碳纖維表面處理技術的研發工作。在通常的情況下,碳纖維都不會被直接運用,大多數是需要經過深加工制成一定的半成品或者是復合材料才能進行使用。因此,相關研究單位應當大力開展對碳纖維技術的研究工作,完善碳纖維在技術領域方面的問題,并逐漸開展對碳纖維復合材料的應用研究,增大該類材料的使用范圍,從而形成產業鏈條,提升產品的附加值。與此同時,還應當連通上下游的產業共同進步,使得碳纖維的相關產業更快的步入正軌,建立完善的碳纖維工業生產體系,加強彼此間的溝通和合作,最終加快碳纖維產業的發展進程。
? ? ? ? ?結束語
? ? ? ? ?碳纖維材料中的高性能型碳纖維屬于較高端的工業材料,它具備較強的抗腐蝕性和強度等優勢,能夠被廣泛的應用在航空和軍事等高端領域。由于我國對于該項技術的研究較晚,因此,高性能纖維的發展還有很大的提升空間,我們應當抓住機遇進行研究和開發,促進碳纖維工業的完善和發展。