碳纖維加熱器優(yōu)缺點

1、碳纖維加熱器優(yōu)缺點1 、碳纖維介紹：碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料這種復(fù)合材料來應(yīng)用碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、 比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機不但輕巧，而且消耗動力少，推力大， 噪音小； 用碳纖維制電子計算機的磁盤，能提高計算機的儲存量和運算速度；用碳纖維增強塑料來制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機械強度高，質(zhì)量小，可節(jié)約大量的燃料。1999 年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭中，北約使用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng)，其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云

2、，這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路。目前， 人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采用一些含碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成碳纖維是纖維狀的碳材料，其化學(xué)組成中含碳量在90% 以上。由于碳的單質(zhì)在高溫下不能熔化（在3800K 以上升華），而在各種溶劑中都不溶解，所以迄今無法用碳的單質(zhì)來制碳纖維。碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。目前世界上產(chǎn)生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產(chǎn)生的步驟為A 預(yù)氧化：在空氣中加熱，維持在200-300 度數(shù)十至

3、數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態(tài)。B 碳化：在惰性氣氛中加熱至1200-1600 度， 維持數(shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣，但一般多用高純氮氣。C 石墨化：再在惰性氣氛（一般為高純氬氣）加熱至2000-3000 度，維持數(shù)秒至數(shù)十秒鐘；這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000 米長的纖維的克數(shù)），一般僅約為19 克；拉力高達300KG/MM2 ；還有耐高溫、耐腐蝕、 導(dǎo)電、 傳熱、 彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖

4、維那樣具有那么多的優(yōu)異性能。目前，碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料來應(yīng)用。這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)越，用途非常廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等重要材料；制造噴氣式發(fā)動機；制造耐腐蝕化工設(shè)備等。羽毛球：現(xiàn)在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成?！咎祭w維】 carbon fibre 含碳量高于90的無機高分子纖維。 其中含碳量高于99的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高， 無蠕變， 耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X 射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須

5、進行表面處理碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、 粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa）、模量為 100GPa 左右。高性能型碳纖維又分為高強型（強度2000MPa 、模量250GPa ）和高模型（模量300GPa 以上）。強度大于4000MPa 的又稱為超高強型；模量大于450GPa 的稱為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展，還出現(xiàn)了高強高伸型碳纖維，其延伸率大于2。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨使用，多作為增強

6、材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中， 構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維增強的復(fù)合材料可用作飛機結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業(yè)機器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等。碳纖維由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經(jīng)氧化、炭化等過程制得的含碳量為90% 以上的纖維。碳纖維目前在替代采暖材料核心發(fā)熱體上也有新的貢獻，國外， 在很多節(jié)能采暖設(shè)備的核心發(fā)熱體上已經(jīng)由以前普遍采用的金屬材料逐步升級到碳纖維材料， 碳纖維材料在采暖方面的應(yīng)用主要考慮利用了材料的耐腐蝕，抗氧化 （金屬容易氧化造成局部擊穿），高穩(wěn)定性，壽命更長（很多產(chǎn)品在300 攝氏度下普遍能夠達到穩(wěn)定工作100

7、000 小時的時間）， 熱轉(zhuǎn)換率高（ 97以上） 等特點。由于我國在碳纖維材料生產(chǎn)研發(fā)方面相對還處在落后的境況，高質(zhì)量的碳纖維材料還是依靠日韓進口，所以價格居高不下，但隨著國內(nèi)合資、合作形式的出現(xiàn)，以碳纖維為核心技術(shù)的產(chǎn)品卻已經(jīng)走入了尋常消費者的家中。碳纖維產(chǎn)品在采暖方面的應(yīng)用分了不少形式，比如短纖，短切纖維通常用在如 “碳晶 ”“ 地暖膜 ”等采暖產(chǎn)品上， 石墨類產(chǎn)品在早起的采暖膜中應(yīng)用比較廣泛，膜類產(chǎn)品除了在采暖上有所應(yīng)用，在熱水器，工業(yè)設(shè)備恒溫環(huán)境保障方面應(yīng)用也是十分廣泛。碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈（ PAN ） 基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN 基碳纖

8、維 （高強度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。2、環(huán)氧樹脂不同類型的樹脂還可以保證其對砼具有良好的滲透作用，例如底涂樹脂；以及對碳纖維片與砼結(jié)構(gòu)的粘接作用，例如環(huán)氧粘結(jié)樹脂等。（ 1 ）環(huán)氧樹脂簡介僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強大的力學(xué)特性及優(yōu)越的耐久性能， 只有通過環(huán)氧樹脂將碳纖維片粘附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作，才能達到補強的目的。因此， 環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因類型不同而有不同的性能，適應(yīng)于各個部位的不同要求。例如底涂樹脂對混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內(nèi)一定深度；粘貼碳纖維片的環(huán)氧樹脂易于"透 "過碳纖維片，有很強的粘結(jié)力。依使用溫度的不同，樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。2、碳纖維材料與其他加固材料對比（ 1 ）抗拉強度：碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10 倍。（ 2）彈性模量：碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃 纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。（ 3） 疲勞強度：碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應(yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強度的30%40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極