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碳纖維及其應用

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料，其中含碳量高于99%的稱石墨纖維它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向推砌而成，經碳化及石墨處理而得到的微晶石墨材料。

碳纖維與金屬材料z大的不同在于，一般選定一種金屬材料其強度給定的，碳纖維是一種各向異性的結構材料，平行于纖維方向與垂直纖維方向性能不同，所以碳纖維材料能夠通過的鋪層設計，盡可能的發揮出性能的優勢。例如常見的碳纖維板，不同的鋪層角度所帶來的性能也是不同的。

碳纖維結構的控制

目前，關于碳纖維的研究重點已經從制備、象征和吸附性能等一股性研究工作轉移到具有新結構特征的研發。

碳纖維的孔徑以微孔為主，而且分布呈單分散型，適用于氣相吸附和低相對分子質量分子（小于300）液相吸附。針對不同應用領域，需要采用控制活化工藝、催化活化法和蒸鍍法對碳纖維的孔徑進行必要的控制和調整。如在不同類型和形態的碳前驅體中添加一定數量的KOH ，然后在一定溫度下碳化，可形成超大比表面積的活性炭和活性碳纖維，其微晶結構細晶化趨勢很明顯。

另外一種控制結構的方法是將碳纖維熱處理后再次活化。普通碳纖維結晶性差，導電、導熱不良，不能滿足燃料電池、電容等的應用要求，而用已石墨化的前驅體活化難以使微孔大量增加。但是，如果將碳纖維石墨化后進行二次活化則原消失孔處可作為活性點再次形成微孔，其表面積增大，其結晶性和導電性都比只經一次活化的要好。

碳纖維石墨化后再經臭氧氧化，也能獲得較高比表面積和高結晶性的活性碳纖維。