碳-石墨制品有哪些优点

　　普通碳-石墨制品的脆性，是碳素材料的最大弱点。多年来人们为提高碳素制品可挠性和机械强度，进行了广泛深入的研究。从20世纪60年代初期开始发展起来的碳纤维及其复合材料，由于具有很高的比强度、比刚度等优异特性，在工程应用上越来越受到重视。
 

（图示：6K斜纹红色碳纤维布）
 

　　碳纤维系采用天然纤维或人造纤维在一定条件下经加工和碳化而成。如果用来制造复合材料，则碳纤维还要经过一系列表面处理。由于聚丙烯腈合成纤维含碳量高，工业上普遍用它作原料。原料丝首先利用一般纺织机械将纤维丝束整成卷，或拉成无纬布。为了提高碳纤维的强度和弹性模量。常常在碳化之前先经预氧化，预氧化是在预氧化炉中于210-230℃恒温下进行的。预氧化可以加速聚丙烯腈分子形成环链的芳香结构，使分子间牢固地结合在一起。然后在非氧化性气氛中于1000-1100℃的高温下进行碳化，如果最终希望得到石墨化纤维。则需进一步在2500-3000℃下经过石墨化处理。

 

　　碳纤维与普通碳-石墨制品一样。具有优良的耐热和耐腐蚀性能，但导热性却保持了原料纤维的特点，比较低。因此，常将碳纤维织成碳布或碳毡用作感应炉和电阻护的热屏蔽材料。石墨化的纤维则有较高的导热率，作为发热元件可以在真空成惰性气体护内用到2500℃石墨化纤维编织成石墨纱经聚四氟乙烯浸渍，用于输送腐蚀性介质的化工泵的填料密封，不仅有良好的密封性，且使用寿命长。实际上，碳(石墨)纤维在工业上应用更广泛的是利用它们的高比强度和高比刚度(弹性模量/密度)的特性，制成各种复合材料的制品。

 

　　碳纤维复合材料有碳纤维/树脂、碳纤维/金属、碳纤维/碳等各种制品，其中以碳纤维增强树脂的复合材料应用最多。玻璃纤维的比强度与碳纤维差不多，但比刚度却低很多，显然，碳纤维/树脂复合材料比玻璃钢有更优越的性能，目前碳纤维复合材料在 工业上已得到广泛应用。在汽车工业、原子能工业中亦逐步扩大使用范围。利用这种材料的高比强度、高比刚度和优异的耐蚀性，用作化工机械的高速回转件如离心机转鼓、泵的叶轮或压力容器等无疑具有良好的应用前景。