碳碳(tan)復(fu)合(he)材料(liao)加(jia)熱(re)器(qi)的優(you)缺(que)點(dian)

碳(tan)纖維在(zai)采暖(nuan)中的應用分(fen)為短纖維等(deng)多(duo)種形(xing)式，短切(qie)纖維通(tong)常用於“碳晶(jing)”、“地暖(nuan)膜”等(deng)采暖(nuan)產品中。石墨(mo)制(zhi)品(pin)廣泛應用於早期(qi)的加(jia)熱(re)膜(mo)，膜制(zhi)品(pin)不(bu)僅廣泛應用於加(jia)熱(re)，還廣泛應用於熱(re)水器(qi)和工業設(she)備(bei)的恒(heng)溫(wen)環保。  

根(gen)據原(yuan)材料(liao)和生產方法的不(bu)同，碳(tan)纖維主要(yao)分(fen)為聚丙烯腈(jing)基(ji)碳纖維和瀝(li)青基(ji)碳纖維。產品包(bao)括聚(ju)丙烯腈(jing)基(ji)碳纖維(高(gao)強(qiang)度型(xing))和瀝(li)青基(ji)碳纖維(高(gao)彈性型)。
2.環氧樹脂(zhi)
不同類型的樹(shu)脂(zhi)也(ye)能保證對(dui)混凝土(tu)有(you)良(liang)好(hao)的滲(shen)透(tou)性，如底(di)漆(qi)樹(shu)脂(zhi)；以(yi)及(ji)碳纖維片材與(yu)混凝土(tu)結(jie)構(gou)的粘結(jie)作(zuo)用，如環氧粘結(jie)樹脂(zhi)。
(1)環氧樹脂(zhi)的引(yin)入
僅僅依(yi)靠碳(tan)纖維片材本(ben)身(shen)並不能充(chong)分(fen)發揮其強(qiang)大的力(li)學(xue)性能和優(you)越(yue)的耐(nai)久(jiu)性。只有(you)將(jiang)碳纖維布通(tong)過環氧樹脂(zhi)粘貼(tie)在(zai)鋼筋(jin)混凝土(tu)結(jie)構(gou)表(biao)面(mian)，並與之緊密(mi)結(jie)合，共同形(xing)成(cheng)整(zheng)體(ti)工作(zuo)，才能達(da)到加(jia)固(gu)的目(mu)的。因此(ci)，環氧樹脂(zhi)的性能是(shi)重(zhong)要(yao)的關鍵之壹(yi)。環氧樹脂(zhi)因種類不同而(er)具(ju)有不(bu)同的性能，適用於各(ge)種零件(jian)的不(bu)同要(yao)求。比如底(di)漆(qi)樹(shu)脂(zhi)對混凝土(tu)滲(shen)透(tou)性好，能滲(shen)透(tou)到混凝土(tu)壹(yi)定(ding)深度；粘結(jie)到碳纖維片材上(shang)的環氧樹脂(zhi)容(rong)易“滲(shen)透(tou)”到碳纖維片材中，並且(qie)具有很強(qiang)的粘合力(li)。根(gen)據溫(wen)度的不(bu)同，樹(shu)脂(zhi)可(ke)分(fen)為夏季樹脂(zhi)和冬(dong)季樹(shu)脂(zhi)。
2.碳纖維材(cai)料(liao)與(yu)其他增(zeng)強(qiang)材料(liao)的比較
(1)抗(kang)拉強(qiang)度:碳(tan)纖維的抗(kang)拉強(qiang)度是(shi)鋼的10倍(bei)左(zuo)右。
(2)彈(dan)性模量(liang):碳纖維復(fu)合材料(liao)的拉伸(shen)彈性模量(liang)高於(yu)鋼(gang)，而芳綸纖維和玻璃纖維復(fu)合材料(liao)的拉伸(shen)彈性模量(liang)只有(you)鋼(gang)的壹(yi)半和四(si)分(fen)之壹(yi)。

(3)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度:碳(tan)纖維和芳(fang)綸纖維復(fu)合材料(liao)的疲(pi)勞(lao)強(qiang)度高(gao)於高強(qiang)度鋼(gang)絲(si)。在交變(bian)應力(li)作(zuo)用下，金(jin)屬(shu)的疲(pi)勞(lao)極限(xian)僅為靜(jing)載(zai)強(qiang)度的30% ~ 40%。由(you)於(yu)纖維與(yu)基(ji)體(ti)的復(fu)合(he)可(ke)以(yi)緩解(jie)裂紋(wen)擴(kuo)展，且(qie)存(cun)在纖維內(nei)力(li)重(zhong)分(fen)布的可(ke)能，復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的疲(pi)勞(lao)極限(xian)較(jiao)高(gao)，約為靜(jing)載(zai)荷強(qiang)度的70% ~ 80%，破(po)壞(huai)前有(you)明(ming)顯(xian)的變(bian)形(xing)跡象。
(4)重(zhong)量(liang):約為鋼的五(wu)分(fen)之壹(yi)。
(5)與(yu)碳纖維片材的比較:碳(tan)纖維片材可(ke)以(yi)粘貼(tie)在(zai)各(ge)種形(xing)狀的結(jie)構(gou)表(biao)面(mian)，而片材更(geng)適用於規(gui)則構(gou)件(jian)的表(biao)面(mian)。此外(wai)，與(yu)混凝土(tu)的界(jie)面(mian)的粘合強(qiang)度不(bu)如片材的粘合強(qiang)度好(hao)，因為在底(di)層中使(shi)用的樹(shu)脂(zhi)的量(liang)多(duo)於(yu)片材的量(liang)，並且(qie)其厚度(du)更(geng)大。  

      碳碳復(fu)合材(cai)料(liao)加(jia)熱(re)器(qi)的優(you)缺(que)點(dian):1。碳(tan)纖維介(jie)紹:碳纖維主要(yao)制(zhi)成(cheng)碳(tan)纖維增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)，是(shi)壹(yi)種纖維狀(zhuang)碳材料(liao)。它(ta)是壹(yi)種新(xin)材(cai)料(liao)，強(qiang)度比鋼高(gao)，密(mi)度比鋁(lv)低，耐(nai)腐(fu)蝕性比不銹鋼(gang)好，耐(nai)高(gao)溫(wen)比耐(nai)熱(re)鋼(gang)好，導電性像銅(tong)，還有很多(duo)有(you)價值的電學(xue)、熱(re)學(xue)和力(li)學(xue)性能。碳(tan)纖維和塑(su)料(liao)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)制(zhi)成(cheng)的飛(fei)機(ji)不(bu)僅重(zhong)量(liang)輕，而(er)且(qie)耗電少，推(tui)力(li)大，噪(zao)音低。用碳纖維制(zhi)作(zuo)電子計算機(ji)的磁(ci)盤，可(ke)以(yi)提高計算機(ji)的存(cun)儲容(rong)量(liang)和運(yun)算速度。用碳纖維增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)制(zhi)造(zao)衛(wei)星、火箭等(deng)航(hang)天器(qi)，機(ji)械強(qiang)度高(gao)，質量(liang)小，可(ke)以(yi)節省(sheng)大量(liang)燃料(liao)。在(zai)1999年的南(nan)斯拉夫科(ke)索沃(wo)戰(zhan)爭中，北約使(shi)用石墨炸彈(dan)摧毀了(le)南(nan)斯拉夫大部分(fen)的電力(li)供(gong)應。原(yuan)理是(shi)產生了(le)大面(mian)積覆(fu)蓋(gai)的碳(tan)纖維雲(yun)，這些導電纖維使(shi)供(gong)電系統(tong)短路(lu)。

       目前人們還不能直(zhi)接(jie)從碳(tan)或石墨(mo)中抽出碳纖維，只(zhi)能抽出壹(yi)些(xie)含碳的有(you)機(ji)纖維(如尼(ni)龍(long)、腈(jing)綸、人(ren)造(zao)絲(si)等。)可(ke)以(yi)作(zuo)為原(yuan)料(liao)。將(jiang)有(you)機(ji)纖維與(yu)塑(su)料(liao)樹(shu)脂(zhi)結(jie)合，置(zhi)於稀(xi)有氣體(ti)氣氛中，在壹(yi)定(ding)壓(ya)力(li)下(xia)碳化。碳纖維是(shi)纖維狀(zhuang)碳材料(liao)，其化學(xue)成(cheng)分(fen)含(han)碳(tan)量(liang)超(chao)過90%。由於(yu)碳(tan)單(dan)質不能在(zai)高(gao)溫(wen)下熔化(升華(hua)到3800K以(yi)上(shang))，又(you)不(bu)能溶(rong)於各(ge)種溶(rong)劑(ji)，所以(yi)不(bu)可(ke)能用碳單質制(zhi)作(zuo)碳纖維。碳(tan)纖維可(ke)以(yi)通(tong)過聚合(he)物有機(ji)纖維的固(gu)相碳(tan)化或低分(fen)子碳氫(qing)化(hua)合(he)物的氣相熱(re)解(jie)來制(zhi)備(bei)。目(mu)前，世界上(shang)生產和銷(xiao)售的碳(tan)纖維大部分(fen)是(shi)由(you)聚(ju)丙烯腈(jing)纖維固(gu)相碳(tan)化制(zhi)成(cheng)的。生產步(bu)驟(zhou)是預氧化:在空氣中加(jia)熱(re)，並在200-300度的溫(wen)度下(xia)保持十(shi)到數百分(fen)鐘(zhong)。預氧化的目(mu)的是(shi)將(jiang)聚丙烯腈(jing)的線(xian)性分(fen)子鏈轉(zhuan)化(hua)為耐(nai)熱(re)的梯(ti)形(xing)結(jie)構(gou)，使(shi)其在高(gao)溫(wen)下不(bu)會熔融(rong)燃燒，保持纖維狀(zhuang)態。b、碳化:在惰性氣氛中加(jia)熱(re)至1200-1600度(du)，保持幾(ji)分(fen)鐘(zhong)至幾(ji)十(shi)分(fen)鐘(zhong)，得(de)到產品碳纖維；所用的惰性氣體(ti)可(ke)以(yi)是(shi)高純氮(dan)、氬(ya)或氦，但(dan)通(tong)常(chang)使(shi)用高純氮(dan)。c石(shi)墨(mo)化(hua):在(zai)惰性氣氛(通(tong)常是(shi)高(gao)純氬(ya)氣)中加(jia)熱(re)到2000-3000度，持續幾(ji)秒到幾十(shi)秒；由此產生的碳(tan)纖維也(ye)被稱(cheng)為石墨(mo)纖維。

    碳(tan)纖維細度極好(細度的表(biao)現(xian)之壹(yi)是(shi)9000米長(chang)纖維的克(ke)數(shu))，壹(yi)般(ban)只有(you)19克(ke)左(zuo)右；拉力(li)高(gao)達300公斤/MM2；；還具有耐(nai)高(gao)溫(wen)、耐(nai)腐(fu)蝕、導電、導熱(re)、低膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)等(deng)壹(yi)系(xi)列(lie)優(you)異(yi)性能。目(mu)前(qian)，很少(shao)有(you)其他材(cai)料(liao)具(ju)有(you)碳(tan)纖維那(na)樣多(duo)的優(you)異(yi)性能。目(mu)前(qian)碳(tan)纖維主要(yao)制(zhi)成(cheng)碳(tan)纖維增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)進行應用。這種增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)優(you)於鋼(gang)和玻璃鋼(gang)，用途廣泛，如制(zhi)造(zao)火箭(jian)、飛(fei)船(chuan)等(deng)重(zhong)要(yao)材料(liao)。制(zhi)造(zao)噴氣發動(dong)機(ji)；制(zhi)造(zao)耐(nai)腐(fu)蝕的化(hua)工設備(bei)等(deng)。羽(yu)毛(mao)球:現(xian)在(zai)大部分(fen)羽(yu)毛(mao)球拍(pai)都(dou)是碳(tan)纖維的。【碳(tan)纖維】碳(tan)含量(liang)高於(yu)90%的無機(ji)高(gao)分(fen)子纖維。其中含碳(tan)量(liang)高於(yu)99%的石(shi)墨(mo)纖維稱(cheng)為石墨(mo)纖維。碳(tan)纖維軸(zhou)向強(qiang)度和模量(liang)高，無蠕(ru)變(bian)，抗疲(pi)勞(lao)性好，熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)低，耐(nai)腐(fu)蝕性好，纖維密(mi)度低，透(tou)X射(she)線(xian)性好，比熱(re)和導熱(re)系(xi)數介(jie)於非(fei)金(jin)屬(shu)和金(jin)屬(shu)之間(jian)。但其抗沖(chong)擊性差，容(rong)易損壞，在強(qiang)酸作(zuo)用下被氧(yang)化(hua)。當它(ta)與金(jin)屬(shu)復(fu)合(he)時(shi)，會發生金(jin)屬(shu)碳(tan)化(hua)、滲(shen)碳(tan)和電化學(xue)腐蝕。因此(ci)，碳纖維在(zai)使(shi)用前需(xu)要(yao)進行表(biao)面(mian)處理(li)。碳纖維可(ke)以(yi)由(you)聚丙烯腈(jing)纖維、瀝(li)青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維碳(tan)化制(zhi)成(cheng)。按狀態(tai)分(fen)為長(chang)絲(si)、短纖維和短纖維。按力(li)學(xue)性能可(ke)分(fen)為通用型和高(gao)性能型(xing)。通(tong)用碳纖維具(ju)有1000兆帕(pa)(MPa)的強(qiang)度和大約100GPa的模量(liang)。高性能碳(tan)纖維可(ke)分(fen)為高強(qiang)度型(xing)(強(qiang)度2000MPa，模量(liang)250GPa)和高(gao)模型(xing)(模量(liang)300GPa以(yi)上(shang))。強(qiang)度大於4000MPa也(ye)叫(jiao)超(chao)高強(qiang)度型(xing)；模量(liang)大於450GPa的稱(cheng)為超(chao)高模型(xing)。隨(sui)著航(hang)空航(hang)天工業的發展，出現(xian)了(le)高強(qiang)度高(gao)延伸(shen)率的碳(tan)纖維，其延伸(shen)率在(zai)2%以(yi)上(shang)。用量(liang)最(zui)多(duo)的是(shi)聚(ju)丙烯腈(jing)基(ji)碳纖維。碳(tan)纖維可(ke)以(yi)加(jia)工成(cheng)織物、氈(zhan)、墊、帶(dai)、紙等材料(liao)。碳(tan)纖維除(chu)了用作(zuo)保溫(wen)材料(liao)外(wai)，壹(yi)般(ban)不單(dan)獨使(shi)用，常作(zuo)為增(zeng)強(qiang)材料(liao)添(tian)加(jia)到樹脂(zhi)、金(jin)屬(shu)、陶(tao)瓷(ci)、混凝土(tu)等(deng)材(cai)料(liao)中，形(xing)成(cheng)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)。碳(tan)纖維增(zeng)強(qiang)復合(he)材料(liao)可(ke)用作(zuo)飛(fei)機(ji)結(jie)構(gou)材料(liao)、電磁(ci)屏蔽(bi)材料(liao)、人(ren)工韌(ren)帶(dai)等人體(ti)替(ti)代材(cai)料(liao)，也(ye)可(ke)用於制(zhi)造(zao)火箭(jian)外(wai)殼、摩托艇(ting)、工業機(ji)器(qi)人(ren)、汽(qi)車板簧(huang)、傳動(dong)軸等(deng)。含(han)碳(tan)量(liang)大於90%的纖維由(you)碳纖維聚(ju)丙烯腈(jing)纖維、瀝(li)青纖維或粘膠纖維經氧化碳化(hua)制(zhi)成(cheng)。
目(mu)前(qian)，碳(tan)纖維為替(ti)代核(he)心發熱(re)材(cai)料(liao)做(zuo)出了新(xin)的貢(gong)獻(xian)。在國外(wai)，很多(duo)節能采(cai)暖(nuan)設備(bei)的核(he)心發熱(re)材(cai)料(liao)已(yi)經從常(chang)用的金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)逐(zhu)漸升級為碳纖維材(cai)料(liao)。碳(tan)纖維材(cai)料(liao)在(zai)加(jia)熱(re)方(fang)面(mian)的應用主要(yao)考慮(lv)耐(nai)腐(fu)蝕、抗氧(yang)化(hua)(金(jin)屬(shu)容(rong)易氧(yang)化造(zao)成(cheng)局(ju)部擊穿)、穩(wen)定(ding)性高、使(shi)用壽命更(geng)長(chang)(很多(duo)產品在300攝(she)氏(shi)度(du)下(xia)可(ke)以(yi)穩(wen)定(ding)工作(zuo)10萬小時)、熱(re)轉(zhuan)換率高(gao)(99。由於(yu)我國在碳纖維材(cai)料(liao)的研(yan)發方面(mian)還處於(yu)落(luo)後(hou)的局(ju)面(mian)，高質量(liang)的碳(tan)纖維材(cai)料(liao)都(dou)是從日(ri)本(ben)和韓(han)國進口(kou)的，所以(yi)價(jia)格(ge)居(ju)高不(bu)下(xia)。但(dan)隨著國內合資(zi)、合(he)作(zuo)形(xing)式的出現(xian)，以(yi)碳(tan)纖維為核(he)心技術的產品早已(yi)進入普通(tong)消(xiao)費者家(jia)中。