碳纖維和玻璃纖維同為纖維材料,有很多共同的特點(diǎn),使用領(lǐng)域也十分相似,人們常把它們放在一起比較。那么它們具體有哪些不同呢?這篇文章就從組成成分、性能、適用基體、使用領(lǐng)域這四個(gè)方面具體講解一下。

組成成分:碳纖維是由聚纖維預(yù)氧化、碳化得到的,主要組成成分為碳,至少在90%以上。玻璃纖維是以玻璃為原料,經(jīng)高溫溶制、拉絲、絡(luò)紗等工藝制程的,只要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。

性能:碳纖維優(yōu)勢(shì)是重量輕、強(qiáng)度高,此外還有模量高、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、耐低溫、耐沖擊、 耐腐蝕、吸振、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、X射線透過(guò)率高的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是脆性大。玻璃纖維的性能相比碳纖維有一定的距離,優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性高,缺點(diǎn)是耐磨性差。

適用基體:碳纖維可以和樹脂、金屬以及無(wú)機(jī)非金屬材料結(jié)合制成復(fù)合材料,玻璃纖維則大多數(shù)和樹脂復(fù)合制成玻璃鋼。

使用領(lǐng)域:碳纖維和玻璃纖維使用的領(lǐng)域均十分廣泛,例如船艇、電子電氣、風(fēng)能、航空航天、軍事、汽車、運(yùn)動(dòng)休閑等行業(yè)都能看到它們的身影,不同的是碳纖維使用之處科技含量更高。

隨著碳纖維材料的發(fā)展,它的使用范圍逐漸擴(kuò)大,在宇航工業(yè)、體育用品(包括汽車)、能源工業(yè)這三個(gè)領(lǐng)域起著尤為重要的作用, 這篇文章來(lái)說(shuō)下這三個(gè)行業(yè)對(duì)碳纖維材料的需求。

一、航空工業(yè):航空工業(yè)對(duì)碳纖維的需求可細(xì)分為民用飛機(jī)、飛機(jī)、直升機(jī)、通用航空和其它宇航等,在民用飛機(jī).上的應(yīng)用特別被看好，未來(lái)5 ~ 10內(nèi)將高速成倍增長(zhǎng),我們公司就有接到過(guò)訂單做飛機(jī)機(jī)翼上的碳纖維管。國(guó)外的話民用飛機(jī)大力展開碳纖維回收和重用工作。

二、體育用品(包括汽車) :體育用品和汽車分別占這一領(lǐng)域碳纖維需 求量的63.35%和27.61%。2009年消耗休閑用品對(duì)碳纖維的需求有所下降,但體育用品和汽車在這一領(lǐng)域碳纖維需 求量所占比例變化不大。2010年消耗休閑用品對(duì)碳纖維的需求基本恢復(fù)到2008年水平,但汽車對(duì)碳纖維的需求大幅度增長(zhǎng)。現(xiàn)在人們都喜歡用碳纖維改裝汽車。

三、能源工業(yè):能源和工業(yè)應(yīng)用對(duì)碳纖維的需求細(xì)分為風(fēng)能、壓縮燃?xì)獯鎯?chǔ)、土木工程、拉擠、工具和其它能源工業(yè)應(yīng)用, 2008年它們的應(yīng)用比例分別為18.15%、8.67%、 14.06%、 42.74%、 7.61%、 8. 783%。近幾年,風(fēng)能的應(yīng)用在逐漸擴(kuò)大,碳纖維主要用來(lái)制造風(fēng)電葉片。

碳纖維是用由碳原子長(zhǎng)鏈組成的有機(jī)聚合物(例如酚醛纖維、聚纖維)制備出來(lái)的,含碳量高達(dá)95%。它的剛度是鋼材的兩倍,強(qiáng)度是鋼材的四倍,重量卻只有它的四分之一左右 ,制造出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)輕高強(qiáng),更加堅(jiān)固耐用。碳纖維本身是無(wú)毒材料,但生產(chǎn)的過(guò)程中涉及到一系列化學(xué)反應(yīng),需要加入各種添加劑,對(duì)環(huán)境有一定傷害。隨著生產(chǎn)水平的提高以及人民對(duì)環(huán)境質(zhì)量的日益重視,碳纖維的生產(chǎn)正逐步向綠色化方向發(fā)展。

在碳纖維的生產(chǎn)過(guò)程中,原料要經(jīng)過(guò)1000'C的預(yù)氧化和2000°C的碳化才能制成碳纖維原絲,這需要大量的熱量。此外還需要l氣體、液體等各種能源保證纖維的強(qiáng)度、品質(zhì)。這是通過(guò)控制溫度、勵(lì)、時(shí)間等可變量實(shí)現(xiàn)的。生產(chǎn)時(shí)如果對(duì)揮發(fā)物沒(méi)有足夠的重視會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的大氣污染。HCN、NH3排放到空氣中,對(duì)人們的身體健康帶來(lái)傷害, CO、CO2等加劇溫室效應(yīng)。

自工業(yè)革命后,污水、廢氣大量排放,環(huán)境污染日益加重,濕地減少、沙塵暴肆。就拿中國(guó)來(lái)說(shuō)好了,連南方地區(qū)都連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣,越

來(lái)越多的人呼吸道疾病。碳纖維作為一種新興材料,應(yīng)用到越來(lái)越多的行業(yè),以后的用途會(huì)更廣,所以人們?cè)谘芯烤G色環(huán)保的生產(chǎn)方法,盡量減少對(duì)環(huán)境的污染。現(xiàn)在的技術(shù)雖然沒(méi)達(dá)到完全無(wú)污染,但比以前已經(jīng)有了很大的進(jìn)步,相信以后能完全達(dá)到綠色環(huán)保的要求。