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碳纤维是什么(由碳元素组成的纤维)

毛衣和毛毯,这种我们身边随处可见的或与其相近的材料,实际就是先端材料碳纤维的原材料。

碳纤维,正如其名,是由碳元素组成的纤维。标准弹性率碳纤维的碳素含量在90%以上,高弹性率碳纤维就几乎是由100%的碳素组成。碳以外主要的元素是氮。

碳纤维,将聚丙烯腈(PAN)纤维或者人造树脂纤维这种有机纤维在非活性气体中进行高温碳化,分离掉碳以外的元素。在市场上销售的90%以上的碳纤维,是以PAN纤维为原料制成的PAN系碳纤维,权衡性能,成本,使用简易程度等方面因素后来看,它比人造树脂纤维更为优秀。东丽生产的PAN系碳纤维,在性能・成色・生产量上,都是堪称同行业中的第一位,不断引领着世界的碳纤维产业。

提及碳纤维的特性,不得不说到质量轻且强度高这点。

其比重在1.8左右,是比重7.8的铁的1/4左右,即便和比重2.7的铝或者比重2.5的玻璃纤维相比依然是更轻的材料,而且强度及拉伸模量更佳。按比重等分的拉伸强度约是铁的10倍,而比重等分的拉伸弹性模量也大约是铁的7倍。

这点正是碳纤维取代以往金属材料被确定为轻量化材料的原因。碳纤维有着不会疲劳、不生锈、化学性、热稳定性好等多种特性,是即便在严酷条件下也可以长期稳定保持自身特性的可高度信赖的材料。

碳纤维是什么(由碳元素组成的纤维)

 

如今,活用这些特性,机身・主翼・尾翼等结构材料通过采用碳纤维复合材料而实现轻量化,节省燃油,这样舒适的喷气式客机波音787等正渐渐步入世界舞台。经过多次高温碳化,去除多余成分,这样生产出的碳纤维支撑着尖端技术的发展。
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