碳纤维可在工程的广阔应用
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为 23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为 59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。碳纤维制品 材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工 程的广阔应用前景,综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能, 拉挤设备 不少人预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳 纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击 性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理。
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,才能保证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。
碳纤维具有吸附功能
活性炭纤维的吸附是纯物理吸附。众所周知碳分子具有吸附的功用,在有害气体分子运动的一同,触碰到活性炭纤维的表面,而碰孔径约为分子直径1.2 至3倍的微孔时,便进入了孔隙中,被碳分子所吸附。不断吸附有害分子直至孔隙被这些分子填满中止。这一进程详解的话可理解为孔隙具有吸附势,靠碳分子与被吸附分子的引力而构成的,孔径越小,吸附势越强;磕碰分子的直径与活性炭纤维孔隙直径要匹配,当分子直径略小于孔径时,分子碰到孔往后就被吸附了。