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碳纖維復(fù)合材料的成型工藝多達數(shù)十種,其中熱壓罐工藝是應(yīng)用較多、最為常見的一種成型方式。碳纖維碳氈將碳纖維預(yù)浸料按鋪層要求鋪放于模具上,將毛坯密封在真空袋后放置于碳纖維熱壓罐中。定做碳纖維碳氈在真空狀態(tài)下,經(jīng)過熱壓罐設(shè)備升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序,利用熱壓罐內(nèi)同時提供的均勻溫度和均布壓力實現(xiàn)固化,從而可以形成表面與內(nèi)部質(zhì)量高、形狀復(fù)雜、面積巨大的碳纖維復(fù)合材料制件。
石墨氈因選用原氈的不同分為瀝青基石墨氈、聚丙烯腈基(PAN基)石墨氈和黏膠基石墨氈三種,主要用途是作為單晶硅冶煉爐的保溫、隔熱材料。在化學工業(yè)中可作為高純度腐蝕性化學試劑的過濾材料。工藝將聚丙烯腈基炭氈或黏膠基炭氈裁成所需尺寸,卷成筒狀裝入石墨材料做的容器內(nèi),將石墨容器置于高溫爐內(nèi)(高溫爐為石墨管爐、中頻、高頻感應(yīng)爐或其他加熱形式的高溫爐),用抽真空或通高純惰性氣體保護,以100~300℃/h的升溫速率加熱到2200~2500℃,再自然冷卻至100℃即得。
碳纖維是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有比強度和比模量的纖維,作為一種高性能纖維材料,作為一種優(yōu)異的增強材料,碳纖維與樹脂等基體材料的融合,能夠提高材料的強度、剛度、減振性、導(dǎo)熱性等其它優(yōu)異性能,碳纖維復(fù)合硬氈材料是復(fù)合材料家族中應(yīng)用最廣泛的一種,逐漸成為現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域最優(yōu)應(yīng)用前景的一種復(fù)合硬氈材料。我們知道碳纖維復(fù)合硬氈材料具有優(yōu)異的力學性能,這表現(xiàn)在碳纖維的強度方面。根據(jù)受力種類,碳纖維的強度可分為四種,抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪切強度,碳纖維復(fù)合硬氈材料的抗壓強度和抗彎強度在1100MPa以上,抗拉強度達到3000MPa以上,碳纖維復(fù)合硬氈材料的層間剪切力也達到了100MPa,而一般碳纖維制品都是采用多層碳纖維預(yù)浸料鋪陳。
石墨氈因選用原氈的不同分為瀝青基石墨氈、聚丙烯腈基(PAN基)石墨氈和黏膠基石墨氈三種,主要用途是作為單晶硅冶煉爐的保溫、隔熱材料。在化學工業(yè)中可作為高純度腐蝕性化學試劑的過濾材料。以下是炭纖維硬氈與石墨纖維硬氈的區(qū)別。炭纖維的炭化溫度只有一千多度,制成炭纖維硬氈后的使用溫度也就一千多度。炭纖維在隔絕空氣下加熱到近三千度就成了石墨纖維,制成石墨纖維硬氈后的使用溫度可以達到兩千多度。如果炭纖維硬氈用于兩千多度的保溫環(huán)境下會發(fā)生變化的。
保溫材料可收集多余熱量,適時平穩(wěn)釋放,梯度變化小,有效降低損耗量,室溫可趨、冬季保溫均可起到平衡作用。在新樓裝飾和舊樓改造中,克服墻面裂縫、結(jié)露、發(fā)霉、起皮等先天不足弊病;而且安全可靠與基底整體粘結(jié),隨意性好,無空腔,避免負風壓撕裂和脫落。有效克服板材拼接后邊肋、陽角外翹變形面磚脫落等問題。材料中有機物與主墻基底存在的游離酸反應(yīng)形成化合物,滲入主墻微孔隙中,形成共同體,確保干態(tài)粘結(jié)性,并改善濕態(tài)粘結(jié)保值率,具有極好粘結(jié)性。選用漂珠、水鎂石纖維(管狀纖維)等原材料,其結(jié)構(gòu)中形成封閉的憎水性微孔隙空腔結(jié)構(gòu),作為相變材料載體,可確保相變材料長期實用性。
碳纖維制品,就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。