碳纤维密度小、强度高、抗腐蚀性好、柔韧性好、稳定性好、应变能力强,是桥梁、建筑物加固和抗震的理想材料,所以在工业与民用建筑物、桥梁、隧道等建筑领域发展很快。碳纤维制成的构架屋顶,可减小建筑的体积和质量,使施工效率和抗震性提高。碳纤维复合材料的强度和模量高于钢材,弹性模量与钢材相当,但是拉伸强度远远大于钢材,耐久性能好。作为土木工程材料,在美国、日本和欧洲等国家和地区得到了大量推广。碳纤维复合材料补强混凝土时,不需要加铆钉和螺栓固定,耐久性好,可提高结构构件抗弯承载力,减少地震危害,施工工艺简单,不改变混凝土结构,延长使用寿命。碳纤维材料,工业发展的新引擎。武汉自动化设备碳纤维
碳纤维复合材料与金属材料相比,具有质轻、比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等优点,是理想的结构减重材料。随着碳纤维复合材料在飞机、船舶、汽车中的应用逐年上升,其应用部位正由次级承力结构向主承力结构过度,由单一结构承载向结构/功能一体化发展。结构/储能一体化碳纤维复合材料是近年来备受关注的新型功能复合材料,目前美国和欧盟均已经在这一领域开展了多项探索性的研究。然而在我国,对结构/储能一体化复合材料研究较少,研究水平较低,与世界先进水平仍存在差距。北京电暖器碳纤维原产地碳纤维细如发丝、轻如鸿毛,单根直径只有5至7微米,大约是人发丝的十分之一粗,密度大约只有钢的四分之一。
由于碳纤维生产工艺流程复杂、研发投入巨大、研发周期较长,使得国际上真正具有研发和生产能力的碳纤维公司屈指可数。美国注重原始创新,日本擅长精细化生产,在碳纤维产业发展中各具优势。日本东丽、美国赫克塞尔垄断航空航天高性能碳纤维市场,日本东邦和日本三菱也在高性能碳纤维领域占据了一席之地;其他重点企业也各具特色,在原料多元化、合成体系、纺丝技术、丝束规格等方面具备各自的优势。随着中简科技 T700 级碳纤维和光威复材、山西煤化所、河南永煤集团、中石油吉化和江苏恒神 T300 级碳纤维在航空航天领域应用的逐步扩大,一定程度上削弱了日本及欧美等国在高性能碳纤维领域的垄断地位。
基于碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的材料性能,在航空中得到了广泛应用和快速发展,从1969年起美国战机碳纤 维的使用量比重开始持续增加达到36%,美国B2隐身战略机上碳纤维复合材料占比超过了50%。随着近年民用航空产业的发展,民用飞机对于 碳纤维复合材料的使用量也逐步上升,如 B787和A350等,以及我国商飞的C919等。航空主要使用3K、6K、12K碳纤维。预计2020-2023年需求量不变;到2025年需求量将达到2.63万吨,贡献全球增量的10.6%(以2020年为基准)。航空航天市场中的民用航空市 场,至少需要3年才可能恢复到2019年的应用数量。当 得到进一步控制,市场复苏加上单通道飞机 采用碳纤维对市场的激增作用,航 空航天市场依然将会是碳纤维应用中举足轻重的一环。碳纤维按照原丝类型可分为聚丙烯腈(PAN)基、沥青基、粘胶基等。
高精高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。碳纤维的力学性能十分优异,拉伸强度约为2~7GPa,拉伸模量约为200~700GPa,且重量轻,密度约为1.5~2.0g/cm³,只有钢的四分之一。这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有更高的比强度和比模量。除了优异的力学性能外,碳纤维还具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、热膨胀系数低、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等特性。在应用方面,碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料形式。它一般不单独使用,而是作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。这些复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维的这些特性使其成为军民两用新材料,属于技术密集型和航空敏感的关键材料。轻松超越,碳纤维材料助力工业突破。户外用品碳纤维供应商
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碳纤维也适用于新能源风力发电,由于传统火力发电对环境有污染,所以风力发电越来越受到人们的重视。提高发电效率一直是风力发电追求的目标。随着科技的进步,传统玻璃纤维在大型复合材料叶片中逐渐显示其性能的不足,耐久性好、质量轻、高精的玻璃纤维和碳纤维复合材料成为发电机叶片的优先材料,可以提高叶片的捕风能力。用于对材料强度和刚度要求高的翼缘部位,不但可以提高叶片的承载能力,促进风力发电的发展,而且碳纤维的导电性可避免雷击损伤。据分析,采用碳纤维叶片可减重20%~40%。碳纤维在电化学领域也有应用。研究发现,碳纤维可以满足燃料电池的要求,与传统碳材料相比,具有质量轻、体积小和效率高等优点。用碳纤维制成质子交换膜扩散电极材料已经得到很好的发展。武汉自动化设备碳纤维