精品人妻少妇嫩草AV无码专区,久久精品久久久久久久精品,美女脱光光av免费一线网站,中文字幕丰满乱孑伦无码专区,最近好看的2019中文在线一页
廣東亞太新材料科技有限公司
電話(huà):0758-3138308 / 3138299
傳真:0758-3138300
聯(lián)系人:朱先生 手機:13925930880
    羅先生 手機:13822686848
網(wǎng)址:www.hjdaheng.cn
郵箱:fcsy@yataixcl.com
廠(chǎng)址:廣東省四會(huì )市南江工業(yè)園永盛路11號
碳纖維復合材料的發(fā)展和應用(圖)
發(fā)布日期: 2017/11/3

  一、碳纖維復合材料的發(fā)展和戰略地位

  碳纖維的出現是材料史上的一次革命。碳纖維是目前世界首選的高性能材料,具有高強度、高模量、耐高溫、抗疲勞、導電、質(zhì)輕、易加工等多種優(yōu)異性能,正逐步征服和取代傳統材料?,F已廣泛應用于航天、航空和軍事領(lǐng)域。世界各國均把發(fā)展高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)放在極其重要的位置。碳纖維除了在軍事領(lǐng)域上的重要應用外,在民品的發(fā)展上有著(zhù)更加廣闊的空間,并已經(jīng)開(kāi)始深入到國計民生的各個(gè)領(lǐng)域。在機械電子、建筑材料、文體、化工、醫療等各個(gè)領(lǐng)域碳纖維有著(zhù)無(wú)可比擬的應用優(yōu)勢。

  碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)技術(shù)的需要而產(chǎn)生的。80年代期,高性能及超高性能的碳纖維相繼出現,這在技術(shù)上是又一次飛躍,同時(shí)也標志著(zhù)碳纖維的研究和生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)高級階段。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,碳纖維及其復合材料已從初創(chuàng )期轉入增長(cháng)發(fā)展期,其工業(yè)地位已基本確立,美、日、英、法、德等國的碳纖維產(chǎn)量已經(jīng)占世界產(chǎn)量的絕大部分,并已逐步形成壟斷優(yōu)勢。

  我國對碳纖維的研究由于起步較晚,技術(shù)力量薄弱,雖然碳纖維及其復合材料在我國已被納入國家“863”和“973”計劃,但總體情況不盡理想,我國仍不具備成熟的碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),國防和民用碳纖維產(chǎn)品基本依賴(lài)進(jìn)口。

  二、碳纖維復合材料的性能和用途

  碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,是由含碳量較高、在熱處理過(guò)程中不熔融的人造化學(xué)纖維經(jīng)熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。其含碳量隨種類(lèi)不同而異,一般90以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著(zhù)的各向異性、柔軟、可加工性好,沿纖維軸方向表現出很高的度,且碳纖維比重小。

  1、碳纖維的化學(xué)性能

  碳纖維是一種纖維狀的碳素材料。我們知道碳素材料是化學(xué)性能穩定性極好的物質(zhì)之一。這是歷史上最早就被人類(lèi)認識的碳素材料的特征之一。除強氧化性酸等特殊物質(zhì)外,在常溫常壓附近,幾乎為化學(xué)惰性??梢哉J為在普通的工作溫度≤250℃環(huán)境下使用,很難觀(guān)察到碳纖維發(fā)生化學(xué)變化。根據有關(guān)資料介紹,從碳素材料的化學(xué)性質(zhì)分析,在≤250℃環(huán)境下,碳素材料既沒(méi)有明顯的氧化發(fā)生,也沒(méi)有生成碳化物和層間化合物生成。由于碳素材料具有氣孔結構,因此氣孔率高達25%左右,在加熱過(guò)程易產(chǎn)生吸附氣體脫氣情況,這樣的過(guò)程更有利于我們穩定電氣性能和在電熱領(lǐng)域的應用。

  2、碳纖維的物理性能

  (a)熱學(xué)性質(zhì):碳素材料因石墨晶體的高度各向異性,而不同于一般固體物質(zhì)與溫度的依存性,從工業(yè)的應用角度來(lái)看,碳素材料比熱大體上是恒定的。幾乎不隨石墨化度和碳素材料的種類(lèi)而化

  (b)導熱性質(zhì):碳素材料熱傳導機理并不依賴(lài)于電子,而是依靠晶格振動(dòng)導熱,因此,不符合金屬所遵循的維德曼—夫蘭茲定律。根據有關(guān)資料介紹,普通的碳素材料導熱系數極高,平行于晶粒方向的導熱系數可與黃銅媲美。

  (c)電學(xué)性質(zhì):碳素材料電學(xué)性質(zhì)主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫度有關(guān),石墨的電子能帶結構和載流子的種類(lèi)及其擴散機理決定了上述性質(zhì)。碳素材料這類(lèi)電學(xué)性質(zhì)具有本征半導體所具備的特征,電阻率變化主要與載流子的數量變化有關(guān)。

  3、碳纖維的主要用途

  與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復合,做成結構材料。碳纖維增強環(huán)氧樹(shù)脂復合材料,其比強度、比模量綜合指標,在現有結構材料中是最高的。在剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領(lǐng)域,在要求高溫、化學(xué)穩定性高的場(chǎng)合,碳纖維復合材料都頗具優(yōu)勢。

  由碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂結合而成的復合材料,由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進(jìn)的航空航天材料。

  最神奇的應用是采用長(cháng)碳纖維制成的“納米繩”可以將“太空電梯”由理想變?yōu)楝F實(shí),太空電梯將可以將乘客和各種貨物運送到空間軌道站上,也可以用這種“納米繩”將太空中發(fā)射平臺與地面固定在一起,在這樣的發(fā)射平臺上發(fā)射人造衛星和太空探測器就可以大大降低發(fā)射成本??偨Y碳纖維復合材料的現實(shí)應用有以下幾個(gè)方面:

  (1)宇航工業(yè)用作導彈防熱及結構材料如火箭噴管、鼻錐、大面積防熱層;衛星構架、天線(xiàn)、太陽(yáng)能翼片底板、衛星-火箭結合部件;航天飛機機頭,機翼前緣和艙門(mén)等制件;哈勃太空望遠鏡的測量構架,太陽(yáng)能電池板和無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)。

  (2)航空工業(yè)用作主承力結構材料,如主翼、尾翼和機體;次承力構件,如方向舵、起落架、副翼、擾流板、發(fā)動(dòng)機艙、整流罩及座板等,此外還有c/c剎車(chē)片。

  (3)交通運輸用作汽車(chē)傳動(dòng)軸、板簧、構架和剎車(chē)片等制件;船舶和海洋工程用作制造漁船、魚(yú)雷快艇、快艇巡邏艇,以及賽艇的桅桿、航桿、殼體及劃水漿;海底電纜、潛水艇、雷達罩、深海油田的升降器和管道。

  (4)運動(dòng)器材用作網(wǎng)球、羽毛球、和壁球拍及桿、棒球、曲棍球和高爾夫球桿、自行車(chē)、賽艇、釣桿、滑雪板、雪車(chē)等。

  (5)土木建筑幕墻、嵌板、間隔壁板、橋梁、架設跨度大的管線(xiàn)、海水和水輪結構的增強筋、地板、窗框、管道、海洋浮桿、面狀發(fā)熱嵌板、抗震救災用補強材料。

  (6)其它工業(yè)化工用的防腐泵、閥、槽、罐;催化劑,吸附劑和密封制品等。生體和醫療器材如人造骨骼、牙齒、韌帶、x光機的床板和膠卷盒。編織機用的劍竿頭和劍竿防靜電刷。其它還有電磁屏蔽、電極度、音響、減磨、儲能及防靜電等材料也已獲得廣泛應用。

  三、碳纖維復合材料在電線(xiàn)電纜中的應用

  碳纖維以其固有的特性賦予了其復合材料優(yōu)異的性能,它具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱和熱膨脹系數小等一系列優(yōu)異性能,從而為其在電線(xiàn)電纜行業(yè)中的應用提供了可能和必然。

  (一)碳纖維加熱電纜的開(kāi)發(fā)和應用

  人們早就知道,以金屬材料為發(fā)熱體的電加熱技術(shù)已在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應用。但是金屬絲在高溫狀態(tài)下表面易氧化,由于氧化層不斷的增厚,造成了有效通過(guò)電流的面積減小,增大了電流的負荷,因此易燒斷。在相同的允許的電流負荷面積下,金屬絲的強度比碳纖維低6-10倍,在使用過(guò)程中易折斷。

  碳纖維是一種石墨的六方晶格層狀結構組成,是一種全黑體材料,因此在電熱應用中,表現出來(lái)的電熱轉換效率高。在特定的條件下,高溫不氧化,單位面積的電流的負荷強度和機械強度不發(fā)生改變。

  目前碳纖維加熱電纜的應用如下:

  低溫輻射發(fā)熱電纜地板采暖系統。

  恒溫育雛箱、花房、苗圃、蔬菜大棚等保溫采暖。

  道路化雪、機場(chǎng)跑道化雪:用于混凝土結構中樓面加熱的理想產(chǎn)品,也可以用在融雪裝置中,對屋面雨水和排水管進(jìn)行防霜,還可以用于土壤加熱。

  管道、罐體保溫防凍:電伴熱產(chǎn)品近幾年在中國得到了大力的推廣和廣泛的應用。其應用領(lǐng)域主要集中在石油、化工、電力、鐵路和民用或商業(yè)建筑等。隨著(zhù)中國電力工業(yè)的發(fā)展,以清潔、無(wú)二次污染的電能為主要能源的電伴熱產(chǎn)品市場(chǎng)前景非常廣闊,同時(shí),也為電伴熱產(chǎn)品的性能提出了更高的要求。

  足球場(chǎng)草坪、公共綠地土壤保溫:太陽(yáng)能熱水器電能補充加熱器,主要用于在長(cháng)期陰雨天或寒冬季節,因光照不足而導致太陽(yáng)能熱水器水溫不能滿(mǎn)足生活、工程需要時(shí),為補充熱能而設計的。它具有較強的耐酷暑、嚴寒和高溫潮濕環(huán)境的性能,并具有防干燒的功能。即使偶爾水箱缺水誤通電,也不至于燒壞電加熱器和水箱,故能確保安全使用。

  (二)碳纖維復合芯導線(xiàn)的開(kāi)發(fā)和應用

  我國是個(gè)缺電的國家,不僅發(fā)電業(yè)的發(fā)展滯后,輸電業(yè)的弊端也凸現出來(lái),輸電線(xiàn)路已不堪承受傳輸容量快速擴容的需求,由于過(guò)負荷造成的停電、斷電故障頻頻發(fā)生,電力傳輸成為電力工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”,各國均在研究新型架空輸電路用導線(xiàn),以取代傳統的鋼芯鋁絞線(xiàn),碳纖維復合芯導線(xiàn)由此應運而生。與鋼芯鋁絞線(xiàn)相比,碳纖維復合芯導線(xiàn)具有以下優(yōu)點(diǎn):

  1、和同樣直徑的acsr電纜相比,可以提供雙倍的載流容量。

  2、有效解決電纜下垂問(wèn)題。

  3、可以在更高的溫度下工作,最高可達200攝氏度。

  4、線(xiàn)芯可以抗腐蝕,而且沒(méi)有雙金屬間腐蝕問(wèn)題。

  5、因為可以提供更高的載流容量,所以同時(shí)也有效的降低了工程成本。

  6、與相同直徑傳統電纜相比可以多容納28%的導體。

  7、高強度線(xiàn)芯可以有效減少電纜架的數量,或降低電纜架的高度。

  8、有效減少電纜下垂,使地面生物更加安全。

  除了上述提及的優(yōu)點(diǎn)外,還可減少傳輸中電力的損耗,減少20%的塔桿,節省用地,減少有色金屬資源消耗,有助于構造安全、環(huán)保、高效節約型輸電網(wǎng)絡(luò )。目前世界上只有美國和日本開(kāi)發(fā)出這種新型導線(xiàn),他們還達成默契:不向第三國輸出,日本一家碳纖維導線(xiàn)企業(yè)的產(chǎn)量就占到世界40%左右。目前我國電線(xiàn)電纜研究所、電力建筑研究院以及國家電網(wǎng)有限公司都已經(jīng)開(kāi)始了對accc導線(xiàn)的試驗研究工作。國內電纜廠(chǎng)家也加大與外方合作,將這種新型電纜引進(jìn)到中國生產(chǎn),積極推動(dòng)我國架空輸電線(xiàn)路的技術(shù)革命。最近福建電網(wǎng)已經(jīng)將該新型導線(xiàn)架設運行。

  (三)在高低溫、腐蝕等苛刻環(huán)境應用的可能碳纖維細如蛛絲,三型碳纖維比強度是鋼的62倍以上,成形工藝性好,是一代新型工程材料,其彈性量高,抗變性能力比鋼大2倍多,抗拉強度30~40t/cm2pa,而比重還不到鋼的四分之一,是鋁合金的二分之一,高彈模量比鋼鐵大16倍,比鋁合金大12倍。且碳纖維比鋼等柔軟。因此,碳纖維可用于要求能承重、不易損傷內部元件的電纜的加強芯,如海底光纜等。

  碳纖維可以耐-180℃的低溫,在此條件下,許多材料都變的很脆,連堅固的鋼鐵也變的比玻璃還容易碎,而碳纖維在此條件下依舊很柔軟。因此,碳纖維復合芯可用于極地(如南極考察研究等)條件下輸電載體的設計和制造。碳纖維又可以耐3000℃~3500℃的高溫,在此高溫下最好的耐熱鋼也變成鋼水,但在沒(méi)有氧氣的情況下,碳纖維沒(méi)有變化。

  碳纖維即使從3000℃的高溫快速冷卻到室溫也不會(huì )炸裂,因而可在急冷急熱的環(huán)境中工作。這為鋼鐵、冶金、鍋爐等行業(yè)中高溫特高溫場(chǎng)合電纜的設計提供了可能。此外,碳纖維紗、碳纖維繩、碳纖維布都可用于消防電纜產(chǎn)品的設計選用。

  碳纖維有超強的耐腐蝕性。金屬中耐腐蝕性最強的是黃金和鉑,在一份硝酸(濃%)和三份硫酸(濃度39%)配成的稱(chēng)“王水”的溶液中黃金、鉑會(huì )被腐蝕的千瘡百孔,而“王水”中的碳纖維卻安然無(wú)恙。為各種化學(xué)環(huán)境下輕型耐化學(xué)腐蝕電纜的設計提供了新的思路。

  四、發(fā)展建議

  碳纖維材料的產(chǎn)業(yè)化是實(shí)現碳纖維導線(xiàn)在國內輸電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化的前提和保證。碳纖維材料價(jià)格則是制約產(chǎn)業(yè)化應用的關(guān)鍵。

  我國從八十年代初期開(kāi)始起步,加大了對碳纖維材料的研究和開(kāi)發(fā)力度,并也著(zhù)力于碳纖維材料產(chǎn)業(yè)化基地的建設,但由于國外設備、技術(shù)封鎖,至今未見(jiàn)重大突破,產(chǎn)品質(zhì)量不穩定性,預計今后每年至少一萬(wàn)噸的缺口。

  2000年前碳纖維材料的價(jià)格水平為5萬(wàn)美圓/噸左右,比鋁的價(jià)格要高20倍多。但是近兩年,由于國際政治形勢和軍事格局的變化,碳纖維材料價(jià)格受其影響,大幅度上升。這無(wú)疑都將對我國現代化的建設成本形成巨大的壓力和負擔。最近,我國福建電網(wǎng)從美國復合材料工程公司(ctc)購置了60公里accc導線(xiàn)(鋁導體復合芯架空導線(xiàn))應用在福建省廈門(mén)和福州電網(wǎng)中,其價(jià)格水平為15萬(wàn)元人民幣/公里。這比我們一直使用的鋼芯鋁絞線(xiàn)的價(jià)格要高幾倍。

  各科研院所應進(jìn)一步加大碳纖維材料的基礎應用研究和開(kāi)發(fā),建立我國自主知識產(chǎn)權,實(shí)現碳纖維材料的質(zhì)量穩定,降低成本。同時(shí)要采用國家投入和民間投入相結合的方式,加大碳纖維在航天和軍工以外的民品應用,有助于碳纖維產(chǎn)業(yè)的健康持續發(fā)展。

  最近,我國國內碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨重大機遇。遼寧圣華科技有限公司落戶(hù)撫順經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區后,可以把現有撫順部分企業(yè)培育成碳纖維及復合材料的龍頭企業(yè),發(fā)揮其帶動(dòng)和輻射功能,把撫順建設成為全國碳纖維研發(fā)基地和產(chǎn)業(yè)基地。

  目前我國電線(xiàn)電纜研究所、電力建筑研究院以及國家電網(wǎng)有限公司都已經(jīng)開(kāi)始了對accc導線(xiàn)的試驗研究工作。希望國內同行積極研究和開(kāi)發(fā),為加快碳纖維復合材料在我國線(xiàn)纜行業(yè)應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展共同努力。

    資訊來(lái)自:碳纖維,碳纖維材料,碳纖維復合材料專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)商--廣東亞太新材料科技有限公司,網(wǎng)址:www.hjdaheng.cn

<< 返回列表
公司首頁(yè) | 關(guān)于我們 | 新聞中心 | 產(chǎn)品展示 | 技術(shù)應用 | 行業(yè)應用 | 服務(wù)支持 | 招納賢才 | 聯(lián)系我們
精品人妻少妇嫩草AV无码专区,久久精品久久久久久久精品,美女脱光光av免费一线网站,中文字幕丰满乱孑伦无码专区,最近好看的2019中文在线一页