碳纤维是极其重要的军事战略材料

碳纤资讯:碳纤维的结构组成

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关于碳纤维的结构组成的相关知识

碳纤维材料性能优异被广泛应用于国防、航天工业当中。对于科技的进步有着极大的推动作用。目前碳纤维在民用工业上也有极大的发展。随着很多人都知道碳纤维。但是对于这种材料的结构组成大部分人都不太了解。这对于碳纤维材料的研究和利用造成了很大的障碍。下面英特力新材便对碳纤维的结构组成来做一下简单介绍。

碳纤维分子结构

  碳纤维是由非常完整的六边形网平面组成的。原纤沿纤维轴平行排列。按固体材料理论固有强度经验公式计算可得碳纤维的理论拉伸强度极限为180 GPa。理论拉伸模量极限可达1020 GPa。目前世界碳纤维的生产工艺所能达到的强度和模量和理论值相去甚远。现在最先进的工艺下碳纤维拉伸强度仅为9.03 GPa约为理论值的二十分之一。出现这种情况的主要原因是碳纤维自身结构缺陷、基本结构单元尺寸存在区别及取向状态不同等因素导致的。碳纤维的实际结构组成和理想状态相去甚远。

  将纤维聚合物在惰性气体下。通过1000℃以上高温分解制成碳纤维。这个温度其实低于熔点。高温分解的目的是想要获得更加纯净的碳纤维。但是这种温度下难免会使石墨结晶掺杂在内。乱层石墨结构的的掺杂会极大的影响碳纤维的强度和性能。

碳纤维结构模型

  对于碳纤维的结构模型目前国际上持有不同的观点。一种观点是认为碳纤维是条带形状有些像缓和的波浪状。这种条带包含带状原子层平行堆砌而成的微纤。长度为6-13nm。微纤之间含有空洞或空隙;另外一种说法认为微原纤是是碳纤维的基本组成单元;最后还有一种观点认为碳纤维呈皮芯结构。即石墨片外表层排列有序。内部排列无序。
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