PAN基碳纤维具有高比强度、高比模量,它的耐高温、耐腐蚀性能良好,导电导热性好,是国际技术领域不可缺少的原料,被广泛应用于航空航天、、体育用品、等领域。目前国际碳纤维已经发展到了T1000级别,由于技术垄断限制,我国T800碳纤维还尚处于实验室研制阶段。
我们就拿日本东丽公司生产的PAN基碳纤维为例,牌号为T300-3K、M40J-6K,-般可简称为T300和M40J。经过科学的仪器检测, M40J的强度和模量比T300高约25%和60%。而断裂应变比T300低20%,密度稍高于T300。M40J碳纤维的含碳量比T300的高,而含氮量低于T300碳纤维,
它的表面活性基团比T300碳纤维低,且有大量的长而浅的沟槽,而T300碳纤维虽然也有大量沟槽,但是相对来说短而深。
通过电子显微镜我们可以发现,两种碳纤维的断面形状都较规整,晶粒细密均匀,无裂纹、孔洞, T300近圆,而M40J部分呈现出形,T300有明显的皮芯结构,而M40J径向结构比较均匀,皮芯结构不明显,这是M40J此T300力学性能高的原因之一。
M40J和T300碳纤维的表面官能团主要为羟基、羰基,但是这两种碳纤维表面成分也有差异,它们的活性碳原子比例分别是0.540和0.204。M40J的表面活性比T300低,这是影响碳纤维复合材料宏观性能的原因之一。
从化学成分来看, M40J碳纤维含碳量在99.12% , T300的含碳量在93.68%左右,前者含氮量在0.074%,后者含氮量约5.964%。此外都含有少的氢和氧。可以推断出M40J的终热处理温度比较高,大于2000°C,微观结构比较稳定,有利于碳/碳材料复合过程中纤维强度的保持率和利用率。
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匹克球(Pickleball)是用球拍击球的一种运动,匹克运动球拍定制,是从美国西雅图的本不里奇岛兴起的。说它是网球、羽毛球和乒乓球的混合体运动用品,那是妥当不过。碳纤维生产工艺流程长,技术关键点多,生产壁垒高,匹克运动球拍制作方法,是多学科、多技术的集成。它是由两个人发明的。"匹克"球的名称来自发明人之一的一条狗;在开始发明试打的时候,那条名为匹克的狗常常叼着球跑。
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碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外,-般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
然而,2004年以来国际市场上出现以碳纤维为代表的纤维供不应求的局面,匹克运动球拍,已不仅仅影响到我国航空航天、及事业的建设,而且使国内正在兴起的体育用品、风力发电、大型客机等民用行业的发展受到严重制约,匹克运动球拍加盟,迫使我国加大对碳纤维等主要纤维自主研发的投入,从而出现了开发碳纤维等纤维的热潮,并已取得阶段性成果。
我国碳纤维产业发展方兴未艾。碳纤维属于国际新材料产业,除了应用至传统的航空航天领域外,汽车、风力涡轮叶片及压力容器等市场对碳纤维的需求也在不断增加。
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