碳纤维层压板：一种强大的复合材料

投稿专栏 • 2024年4月27日 17:27 • 阅读 1119

如果你问普通人碳纤维的年龄，他们可能会猜错。碳纤维比我们大多数人想象的要古老得多。它于 1870 年代首次用于灯泡。

在过去的一个半世纪里，我们对碳纤维进行了显著改进，其中最重要的改进之一是碳纤维层压板。碳纤维层压板是将碳纤维合成为实心板材。

这种层压板是一种多功能材料，在奢侈品市场上占有一席之地。我们将在这里讨论碳纤维层压板及其用途。我们还将讨论它是如何制作的。

制造碳纤维

碳纤维的制造过程很复杂，但我们会尽我们所能简化它。这一切都始于聚丙烯腈（PAN）、沥青或人造丝等材料。我们使用这些材料是因为它们主要由碳组成。

了解碳纤维及其制造方式可以帮助您区分真正的碳纤维和仿制品。

然后将选定的材料“纺”成碳纤维。“纺纱”一词用词不当，因为该过程主要是化学过程。在此过程中，起始材料暴露于化学物质中，导致其分解并重整为纤维。然后将这些纤维拉伸到所需的长度，使纤维中的分子排列起来，以便以后易于使用。

纺纱后，将所得纤维放入烤箱中，加热至2-300摄氏度以氧化它们。暴露在氧气中会使纤维更致密。这很重要，因为科学家使用密度来找到特定的刚度。

比刚度是给定材料中强度重量比的量度。碳纤维设计为具有高强度和低重量。

制造过程的下一步是碳化。在碳化过程中，纤维被放入无氧炉中。这很重要，因为火以氧气为食，因此无氧环境意味着没有火灾风险。

然后将股线加热到 1-2000 摄氏度的温度。如此强烈的热量会导致分子振动。这些振动将大多数物质从碳分子上抖落，留下几乎纯碳。然后将这些新的碳线编织在一起，并涂上塑料或树脂，形成碳纤维层压板。

作为层压复合材料，碳纤维层压板成为一种有价值的材料。复合材料结构因其重量强度比而在市场上发挥着多种作用。成型技术的进步使我们能够将碳纳米管与碳纤维融合在一起，从而制造出更坚固的材料。

从假肢到手机，您都可以在各种产品中找到碳纤维层压板，而且随着时间的推移，这个列表还会越来越多。

碳纤维层压板具有许多迷人的特性，使其可用于许多不同的用途。我们已经在这里讨论了碳纤维层压板的制造工艺和特性，但总有更多的东西需要学习。