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發(fā)布時(shí)間:2020-11-15 07:09  





碳纖維及其應(yīng)用
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)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(jī)纖維沿纖維軸向方向推砌而成,經(jīng)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(qiáng)度給定的,碳纖維是一種各向異性的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì),盡可能的發(fā)揮出性能的優(yōu)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(jié)構(gòu)的控制
目前,關(guān)于碳纖維的研究重點(diǎn)已經(jīng)從制備、象征和吸附性能等一股性研究工作轉(zhuǎn)移到具有新結(jié)構(gòu)特征的研發(fā)。
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(zhì)量分子(小于300)液相吸附。針對不同應(yīng)用領(lǐng)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(jìn)行必要的控制和調(diào)整。如在不同類型和形態(tài)的碳前驅(qū)體中添加一定數(shù)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(jié)構(gòu)細(xì)晶化趨勢很明顯。
另外一種控制結(jié)構(gòu)的方法是將碳纖維熱處理后再次活化。普通碳纖維結(jié)晶性差,導(dǎo)電、導(dǎo)熱不良,不能滿足燃料電池、電容等的應(yīng)用要求,而用已石墨化的前驅(qū)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(jìn)行二次活化則原消失孔處可作為活性點(diǎn)再次形成微孔,其表面積增大,其結(jié)晶性和導(dǎo)電性都比只經(jīng)一次活化的要好。
碳纖維石墨化后再經(jīng)臭氧氧化,也能獲得較高比表面積和高結(jié)晶性的活性碳纖維。