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碳纖維有哪些用途,碳纖維的用途

小知識生活百科

1、碳纖維的用途碳纖維的主要用途是制造航天航空等高技術器材，和制造先進復合材料 。碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，耐高溫居所有化纖之首 。用腈綸和粘膠纖維做原料，經高溫氧化碳化而成，具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 。
碳纖維的主要用途是制造航天航空等高技術器材，和制造先進復合材料 。碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，耐高溫居所有化纖之首 。用腈綸和粘膠纖維做原料，經高溫氧化碳化而成，具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 。

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2、碳纖維的用途碳纖維的用途主要分為：航空領域，汽車領域 ， 風力發電領域，醫療領域，體育用品領域，生活領域 。
1、航空領域的用途：碳纖維材料比重小，能保證強度的同時降低重量 ， 用于航天飛行器能有效降低運載火箭的燃料消耗 。
2、汽車領域的用途：碳纖維材料能用于代替汽車中的鋼材，減輕汽車整體重量，有效節約燃油 。
3、風力發電領域：風力發電迅速發展，所用葉片將會越來越長，對材料強度需求越來越高，使用碳纖維材料制作能降低重量，提升強度 。
4、醫療領域：碳纖維材料透光性較好，在射線相關的醫療設備中有較多應用，此外隨著技術的發展，假肢技術逐漸成熟，碳纖維材料制作的價值質量輕，強度高，能讓使用者更加舒適省力 。
5、體育用品：我們日常生活中的釣魚竿、高爾夫球桿、自行車、球拍、滑雪桿等都采用的是碳纖維，這種纖維能夠更好的保障物品的使用度 。
6、生活領域：我們在日常生活中 ， 有時候也用碳纖維制作各種各樣的用品 ， 這些纖維能夠更好的保障物體的使用時間的長久性 。
碳纖維簡介
碳纖維指的是含碳量在90%以上的高強度高模量纖維 。耐高溫居所有化纖之首 。用腈綸和粘膠纖維做原料 ， 經高溫氧化碳化而成 。是制造航天航空等高技術器材的優良材料 。
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3、碳纖維是復合材料嗎?碳纖維是復合材料 。
碳纖維復合材料是由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維 。
碳纖維外柔內剛，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料 。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維 。
用途：
碳纖維的用途主要是制造航天航空等高技術器材，和制造先進復合材料 。碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，耐高溫居所有化纖之首 。用腈綸和粘膠纖維做原料，經高溫氧化碳化而成，具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 。
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4、碳纖維干什么用碳纖維具有輕質、高強、高模、耐腐蝕、導電、屏蔽性能好、吸波性高等特點，主要應用于軍工、航空航天等高科技領域 。但隨著經濟的高速發展，碳纖維的優異性能在民用領域的應用也日益廣泛 。
短切碳纖維的主要應用領域包括：
1 增強改性塑料：尼龍（PA）、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、酚醛（PF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亞胺（PI）等；
2 建筑領域：碳纖維增強水泥、導電涂料、防靜電地平等；
3 電熱領域：導電紙、電熱板、導電表面氈、針刺氈等；
4 屏蔽材料：制造屏蔽煙霧、屏蔽幕墻等；
5 隔熱保溫材料：碳纖維增強耐火坯和磚、碳纖維增強陶瓷等；
6 新能源領域：燃料電池的電極等 。
擴展資料：
物理性質
碳纖維兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征 。它的重量很輕，它的比重比鋁還要輕 ， 不到鋼的1/4，比強度是鐵的20倍 。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點，可以稱為新材料之王 。
化學性質
碳纖維的化學性質與碳相似，對一般的有機溶劑、酸、堿都具有良好的耐腐蝕性，不溶不脹，耐蝕性出類拔萃，完全不存在生銹的問題 。但其耐沖擊性較差，容易損傷 。碳纖維還有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性 。
碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高 ， 無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間 ， 熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好 。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等 。
碳纖維與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右 ， 在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出 。
要想得到質量好碳纖維，需要注意一下技術要點：
（1）實現原絲高純化、高強化、致密化以及表面光潔無暇是制備高性能碳纖維的首要任務 。碳纖維系統工程需從原絲的聚合單體開始 。原絲質量既決定了碳纖維的性質，又制約其生產成本 。優質PAN原絲是制造高性能碳纖維的首要必備條件 。 
（2）雜質缺陷最少化，這是提高碳纖維拉伸強度的根本措施，也是科技工作者研究的熱門課題 。在某種意義上說 ， 提高強度的過程實質上就是減少、減小缺陷的過程 。
參考資料：百度百科——碳纖維
碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上 ， 是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼 。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高 。材料的比強度愈高 ， 則構件自重愈??，别垼量愈? ，則構件的剛度愈大 ， 從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景，綜觀多種新興的復合材料(如高分子復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料)的優異性能，
不少人預料，人類在材料應用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應用的時代 。
顧名思義 ， 它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維 。與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3
倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹 ， 耐蝕性出類拔萃 。有學者在1981年將PAN基CF浸泡在強堿NaOH
溶液中，時間已過去20多年，它至今仍保持纖維形態 。
碳纖維是含碳量高于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，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，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，在強酸作用下發生氧化 ， 與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象 。因此，碳纖維在使用前須進行表面處理 。
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碳化制得；按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學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的發展，還出現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PAN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，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料 。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、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、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等 。
碳纖維是軍民兩用新材料，屬于技術密集型和政治敏感的關鍵材料 。
50年代主要應用在火箭、宇航及航空等尖端科學，到80年代被廣泛應用于體育器械、紡織、化工機械及醫學領域 。同時 ， 隨著高性能及超高性能的碳纖維的相繼出現，它應用的范圍越來越廣 ， 如A380、波音777、美國新型主戰坦克，碳纖維比重占到15%以上 。同時，隨著碳纖維加工技術的普及，它的應用范圍自80年代起逐漸涉及到民用方面 。到目前為止，我國各種應用占碳纖維率需求比例分別為體育30%，航空10%，工業60% 。
體育用碳纖維主要應用于高爾夫棒、網球拍、賽車、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、滑翔機、人力飛機、帆船桅桿、摩托車及登山用品 ， 如登山杖、滑雪杖、攀巖頭盔等 。
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、又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料 。用碳纖維與塑料制成的復合材料所做的飛機不但輕巧，而且消耗動力少，推力大，噪音?。揮錳枷宋頻繾蛹撲慊拇排? ，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星和火箭等宇宙飛行器，機械強度高，質量小，可節約大量的燃料 。1999年發生在南聯盟科索沃的戰爭中，北約使用石墨炸彈破壞了南聯盟大部分電力供應，其原理就是產生了覆蓋大范圍地區的碳纖維云，這些導電性纖維使供電系統短路 。
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
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5、什么是碳纖維?用在哪些方面?【碳纖維有哪些用途,碳纖維的用途】碳纖維（carbon fiber ， 簡稱CF），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 。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料 。碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵 ， 并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料 。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性 ， 是新一代增強纖維 。\x0d\x0a碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間 ， 熱膨脹系數小且具有各向異性 ， 耐腐蝕性好，X射線透過性好 。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等 。\x0d\x0a碳纖維與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比 ， 楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出 。\x0d\x0a\x0d\x0a應用領域\x0d\x0a碳纖維是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資，屬于技術密集型的關鍵材料 ， 隨著從短纖碳纖維到長纖碳纖維的學術研究，使用碳纖維制作發熱材料的技術和產品也逐漸普及 。在當今世界高速工業化的大背景下，碳纖維用途正趨向多樣化 。中國已經有使用長纖作為高性能纖維的一種，在要求高溫，物理穩定性高的場合，碳纖維復合材料具備不可替代的優勢 。材料的比強度愈高 ， 則構件自重愈??，别垼量愈笖]?則構件的剛度愈大，正是由于兼具優異性能，碳纖維在國防和民用領域均有廣泛的應用前景 。\x0d\x0a碳纖維碳材料已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用 。從航天、航空、 汽車、 電子、 機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閑用品等 。碳纖維增強的復合材料可以應用于飛機制造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、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、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等 。球棒等體育領域 。碳纖維是典型的高科技領域中的新型工業材料 。\x0d\x0a\x0d\x0a復合材料\x0d\x0a碳纖維在傳統使用中除用作絕熱保溫材料外 。多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料 。碳纖維已成為先進復合材料最重要的增強材料 。由于碳纖維復合材料具有輕而強、輕而剛、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結構尺寸穩定性好以及設計性好、可大面積整體成型等特點，已在航空航天、國防軍工和民用工業的各個領域得到廣泛應用 。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料 。高性能碳纖維是制造先進復合材料最重要的增強材料 。\x0d\x0a\x0d\x0a土木建筑\x0d\x0a土木建筑領域：碳纖維也應用在工業與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結構等的加固補強， 在鐵路建筑中，大型的頂部系統和隔音墻在未來會有很好的應用，這些也將是碳纖維很有前景的應用方面 。具有密度?。?強度高，耐久性好 ，  抗腐蝕能力強，可耐酸、堿等化學品腐蝕，柔韌性佳，應變能力強的特點 。用碳纖維管制作的桁梁構架屋頂，比鋼材輕50%左右， 使大型結構物達到了實用化的水平，而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高 。另外 ，  碳纖維做補強混凝土結構時， 不需要增加螺栓和鉚釘固定，對原混凝土結構擾動較?。?施工工藝簡便 。\x0d\x0a\x0d\x0a航空航天\x0d\x0a碳纖維是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略基礎材料 。將碳纖維復合材料應用在戰略導彈的彈體和發動機殼體上，可大大減輕重量，提高導彈的射程和突擊能力，如美國80年代研制的洲際導彈三級殼體全都采用碳纖維和環氧樹脂復合材料 。碳纖維復合材料在新一代戰斗機上也開始得到大量使用 ， 如美國第四代戰斗機F22采用了約為24%的碳纖維復合材料，從而使該戰斗機具有超高音速巡航、超視距作戰、高機動性和隱身等特性 。美國波音推出新一代高速寬體客機的音速巡洋艦，約60%的結構部件都將采用強化碳纖維塑料復合材料制成，其中包括機翼 。中國自行研制的碳纖維復合材料剎車預制件性能達到國際水平 。采用這一預制件技術所制備的的國產碳和碳剎車盤已批量裝備于國防重點型號的軍用飛機，并在B757型民航飛機上使用，在其它機型上的使用也在實驗考核中，并將向坦克、高速列車、高級轎車、賽車等推廣使用 。碳纖維比鋁輕但強度相似 。碳纖維在艦艇上也有重要的應用價值，可減輕艦艇的結構重量，增加艦艇有效載荷，從而提高運送作戰物資的能力，碳纖維不存在腐蝕生銹的問題 。由于使用碳纖維材料可以大幅降低結構重量 ， 因而可顯著提高燃料效率 。采用碳纖維與塑料制成的復合材料制造的飛機以及衛星、火箭等宇宙飛行器，噪音小，而且因質量小而動力消耗少，可節約大量燃料 。據報道，航天飛行器的質量每減少1kg ， 就可使運載火箭減輕500千克 。\x0d\x0a碳纖維還是讓大型民用飛機、汽車、高速列車等現代交通工具實現“輕量化“的完美材料 。航空應用中對碳纖維的需求正在不斷增多，新一代大型民用客機空客A380和波音787使用了約為50%的碳纖維復合材料 。波音777飛機利用碳纖維做結構材料，包括水平和垂直的橫尾翼和橫梁稱為重要結構材料，所以對其質量要求極其苛刻 。波音787的機身也采用碳纖維，這使飛機飛得更快，油耗更低，同時能增加客艙濕度，讓乘客更舒適 。空客也在他們的飛機上使用了大量的碳纖維，碳纖維將被大量應用在新型客機A380上 。這使飛機機體的結構重量減輕了20%，比同類飛機可節省20%的燃油 ， 從而大幅降低了運行成本、減少二氧化碳排放 。\x0d\x0a\x0d\x0a汽車材料\x0d\x0a碳纖維材料也成為汽車制造商青睞的材料，\x0d\x0a\x0d\x0a在汽車內外裝飾中開始大量采用 。碳纖維作為汽車材料，最大的優點是質量輕、強度大 ， 重量僅相當于鋼材的20%到30%，硬度卻是鋼材的10倍以上 。所以汽車制造采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化，取得突破性進展，并帶來節省能源的社會效益 。業界認為，碳纖維在汽車制造領域的使用量會變大 。\x0d\x0a中科院研發的一輛碳纖維小汽車主要在外殼上：在普通材質的汽車引擎蓋上，榔頭用力敲擊，漆蓋上很有可能會有凹陷 ， 而這輛車的車殼卻非常堅固，用力敲擊車蓋后會迅猛反彈 ， 表面絲毫未損 。研究人員表示采用碳纖維復合材料做的汽車，比起普通用鋼材制造的汽車的最大特點是輕和快 。碳纖維汽車拋棄了傳統的鋼結構 ， 大量采用碳纖維材料制成，比普通鋼材的汽車重量能減少60% 。在同樣用油情況下 ， 這輛車每小時可以多開50公里 。\x0d\x0a碳纖維雖然輕，但有較好的安全性，雖然碳纖維的看起來像塑料，但實際上這種材料抗沖擊性比鋼鐵強 ， 特別是用碳纖維做成的方向盤，機械強度和抗沖性更高 。在復合材料的配合下，碳纖維汽車成了家用車中的裝甲車 。這種碳纖維材料已經在高速列車的裙擺上應用 。\x0d\x0a\x0d\x0a纖維加固\x0d\x0a碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種 。碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家 。中國的這項技術起步很晚，但隨著中國經濟建設和交通事業的飛速發展，現有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規范使用的需求，亟需進行維修、加固 。常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等 。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術 。\x0d\x0a中國從1997年開始從國外引進碳纖維復合材料加固混凝土結構技術研究 。成為了研究和工程應用的熱點 。國內已有數十個高校和科研院所開展了此項研究工作，并取得了一批接近國際先進水平的研究成果 。由于中國具有世界上最為巨大的土木建筑市場，碳纖維加固建筑結構的應用將呈現不斷增長的的趨勢 。\x0d\x0a\x0d\x0a體育用品\x0d\x0a碳纖維在運用在運動休閑領域中，像球桿、釣魚竿、網球拍羽毛球拍、自行車、滑雪杖、滑雪板、帆板桅桿、航海船體等運動用品都是碳纖維的主要用戶之一 。碳纖維運用在日常用品，像音響、浴霸、取暖器等家用電器以及手機、筆記本電腦等電子產品也可以看到碳纖維的身影 。\x0d\x0a體育應用中的三項重要應用為球棒和球拍框架 。據估計每年的球棒的產量為3400萬副 。全世界40%的碳纖維球棒都是由碳纖維制成的 。全世界碳纖維釣魚桿的產量約為每年2000萬副 。網球拍框架的市場容量約為每年600萬副，其它的體育項目應用還包括冰球棍、滑雪杖等 。碳纖維還應用在劃船、賽艇等其它海洋運動中 。

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