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一、碳纖維及其復(fù)合材料

碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90％以上。通常把48K以上碳纖維稱為大絲束碳纖維，包括48K、60K、120K、360K和480K等。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。

碳纖維比重小，因此有很高的“比強(qiáng)度”。不僅強(qiáng)度高，密度小，并且具有低熱膨脹、高導(dǎo)熱、耐磨、耐高位等優(yōu)異性能，是一種很有發(fā)展前景的高性能纖。碳纖維屬于聚合物碳，是有機(jī)纖維經(jīng)固相反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀的無機(jī)碳化合物。碳纖維是一種新型非金屬材料，它和它的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱、比重小和熱脹脹系數(shù)小等優(yōu)異性能，碳纖維單獨(dú)使用時主要是利用其耐熱性、耐蝕性、導(dǎo)電性和其它性質(zhì)。

碳纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫性和化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用產(chǎn)品。它的弱點(diǎn)是對裂紋、氣孔和夾雜物等細(xì)微缺陷很敏感。

而碳纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料（CMC-Cf）在克服陶瓷材料脆性的同時，發(fā)揮了其比強(qiáng)度高、耐高溫性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，同時碳纖維作為增強(qiáng)相，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的輕量化并具有優(yōu)良的力學(xué)性能、抗磨損性能和熱傳導(dǎo)性能，成為高溫結(jié)構(gòu)材料的研究熱點(diǎn)。碳纖維生產(chǎn)就是不斷除去雜質(zhì)元素（主要為H、N、O、K、Na），減少缺陷，凈化、重整碳鏈的過程。目前，CMC-Cf的基體主要有碳、碳化硅、微晶玻璃以及多元多層復(fù)合材料等。然而CMC-Cf在溫度高于400℃時，一旦與氧化介質(zhì)接觸，碳纖維將被氧化，性能迅速下降，影響材料的整體性能和使用壽命。

碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)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(jī)動船、汽車、體育器材、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等，這些都是碳纖維對現(xiàn)在社會生活的重要貢獻(xiàn)。特別是進(jìn)入90年代以后，由于PAN基碳纖維性能優(yōu)越，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展。從開始的高新科技產(chǎn)品中的使用逐漸的廣泛應(yīng)用于和民用領(lǐng)域，像碳纖維發(fā)熱產(chǎn)品，碳纖維采暖產(chǎn)品，碳纖維遠(yuǎn)紅外理療產(chǎn)品也越來越多的走入尋常百姓家庭。可見碳纖維的用處是越來越大。