碳纤维材料在工业中的使用
如今在工业中使用的较多的纤维材料有碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维等,碳纤维是将聚丙烯腈纤维、沥青纤维在上千摄氏度的温度下预氧化、碳化、石墨化而成;玻璃纤维是以玻璃为原料,熔化、拉丝而成;凯夫拉则是一种合成纤维。
碳纤维板的优点众多,包括耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、强度高、重量轻、弹性模量大等。它还有其它材料所没有的特殊性能,例如X射线透过能力***,用于医疗板更有利于医生检查;电磁屏蔽效果非常好,是制造军事用隐形战斗机的理想材料。
碳纤维可单独使用,也可制成复合材料使用。单独使用的话主要用于保温、吸附;复合使用,可制成汽车零件、飞机部件、机械产品、体育用品、医疗板等,涉及到的领域还在进一步扩大中,相信以后会全面普及开来。
碳纤维在高铁上的应用
高铁全称高速铁路,通过改造原有铁道路线,使火车的行驶速度达到每小时200公里以上,更方便人民出行。去远一点的地方,做普快、特快需要几天,高铁的话几个小时就能到达,而且比乘坐飞机方便多了,广受人民欢迎。目前国家正在大力建设高铁项目。而碳纤维这种质轻高强的高性能材料,正是建设高铁所需要的。
高铁的建设,不仅包含了现代轨道交通技术,还包含了机械制造、电动控制等。只有使用非常优越的材料,才能***火车在高速行驶的时候不会因过大的摩擦力和过高的温度损坏。碳纤维的强度高达3600MPa,耐高温上千摄氏度,不惧酸碱盐等化学物质的腐蚀,安全性高、使用寿命长。
碳纤维在高铁中,可用作高速列车的车身结构、内饰、承重结构件或其它零部件。比起其它的列车材料,机械强度提高了35%,抗冲击强度提高了20%。整量列车的重量也轻了不少,有利于行驶速度的进一步加快。
为什么碳纤维会被人们重视
碳纤维是指含碳量在***的高强度、高模量纤维。它是以化纤和石油产品经特殊工艺制成的纤维。据说,大发明家爱迪***明了电灯的灯丝用的就是碳纤维。20世纪50年代初,人们在寻找高强度、高模量、耐燃烧和抗腐蚀等新材料的时候,又重新认识了这种被称为“梦幻材料”的新型纤维。美国是最早生产粘胶基碳纤维的国家,其后,日本研究人员发明了用聚丙烯腈(PAN)原丝制造碳纤维的新方法。使其成为当前碳纤维工业的主流,产量占世界总产量的90%左右。1974年,美国又以沥青为基,发明了制造碳纤维的新方法,目前高性能沥青碳纤维仍是较好的碳纤维产品。这样就形成了PAN基、沥青基和粘胶基碳纤维三大原料体系。