1万只/年碳纤维棒球棒生产车间设计文献综述

 2023-12-05 16:25:39

文献综述

碳纤维棒球棒现状

1.1碳纤维简介

碳纤维是纤维状的碳材料,其化学组成中,碳元素占总质量的90%以上。元素碳根据其原子结合方式的不同,可形成金刚石、石墨、卡宾等晶态,也可形成非晶态的各种过渡态碳。碳纤维的结构为沿纤维轴向排列的不完全石墨结晶,各平行层原子堆积不规则,呈乱层结构。如果将碳纤维在2500℃以上进一步碳化,则其由三维无序的乱层结构向三位有序的石墨结构转化,称为石墨纤维。碳纤维和石墨纤维层面主要是以碳原子共价键相结合的,而层与层之间主要由范德华力相连接,因此碳纤维是各向异性材料。

碳纤维是一种特种纤维,具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电以及耐腐蚀等。但与一般碳素材料不同的是,其外形柔软,可加工成各种织物,且沿着纤维轴的方向有很高的刚性和强度,此外碳纤维密度小,一般在1.5~2.0g/cm3,具备极佳的比强度和比刚度,抗张强度和模量可达到2~4GPa和400~700GPa,理论弹性模量达到1200GPa。

1.2碳纤维的分类

(1)根据所用原料分类

根据所用原料不同,可将碳纤维分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、纤维素基碳纤维、酚醛基碳纤维、其他有机纤维基碳纤维。

(2)根据制造条件和方法分类

根据制造条件和方法,可将碳纤维分为碳纤维(碳化温度在800~1600℃时得到的纤维)、石墨纤维(碳化温度在2000~3000℃时得到的纤维)、活性碳纤维、气相生长碳纤维(包括晶须状纳米碳纤维)。

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