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碳碳復(fù)合材料加熱器的優(yōu)缺點(diǎn)
碳纖維在采暖中的應(yīng)用分為短纖維等多種形式，短切纖維通常用于“碳晶”、“地暖膜”等采暖產(chǎn)品中。石墨制品廣泛應(yīng)用于早期的加熱膜，膜制品不僅廣泛應(yīng)用于加熱，還廣泛應(yīng)用于熱水器和工業(yè)設(shè)備的恒溫環(huán)保。
根據(jù)原材料和生產(chǎn)方法的不同，碳纖維主要分為聚丙烯腈基碳纖維和瀝青基碳纖維。產(chǎn)品包括聚丙烯腈基碳纖維(高強(qiáng)度型)和瀝青基碳纖維(高彈性型)。
2.環(huán)氧樹脂
不同類型的樹脂也能保證對(duì)混凝土有良好的滲透性，如底漆樹脂；以及碳纖維片材與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)作用，如環(huán)氧粘結(jié)樹脂。
(1)環(huán)氧樹脂的引入
僅僅依靠碳纖維片材本身并不能充分發(fā)揮其強(qiáng)大的力學(xué)性能和優(yōu)越的耐久性。只有將碳纖維布通過環(huán)氧樹脂粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面，并與之緊密結(jié)合，共同形成整體工作，才能達(dá)到加固的目的。因此，環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因種類不同而具有不同的性能，適用于各種零件的不同要求。比如底漆樹脂對(duì)混凝土滲透性好，能滲透到混凝土一定深度；粘結(jié)到碳纖維片材上的環(huán)氧樹脂容易“滲透”到碳纖維片材中，并且具有很強(qiáng)的粘合力。根據(jù)溫度的不同，樹脂可分為夏季樹脂和冬季樹脂。
2.碳纖維材料與其他增強(qiáng)材料的比較
(1)抗拉強(qiáng)度:碳纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼的10倍左右。
(2)彈性模量:碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼，而芳綸纖維和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量只有鋼的一半和四分之一。
(3)疲勞強(qiáng)度:碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)度鋼絲。在交變應(yīng)力作用下，金屬的疲勞極限僅為靜載強(qiáng)度的30% ~ 40%。由于纖維與基體的復(fù)合可以緩解裂紋擴(kuò)展，且存在纖維內(nèi)力重分布的可能，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜載荷強(qiáng)度的70% ~ 80%，破壞前有明顯的變形跡象。
(4)重量:約為鋼的五分之一。
(5)與碳纖維片材的比較:碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面，而片材更適用于規(guī)則構(gòu)件的表面。此外，與混凝土的界面的粘合強(qiáng)度不如片材的粘合強(qiáng)度好，因?yàn)樵诘讓又惺褂玫臉渲牧慷嘤谄牡牧?，并且其厚度更大?nbsp;
碳碳復(fù)合材料加熱器的優(yōu)缺點(diǎn):1。碳纖維介紹:碳纖維主要制成碳纖維增強(qiáng)塑料，是一種纖維狀碳材料。它是一種新材料，強(qiáng)度比鋼高，密度比鋁低，耐腐蝕性比不銹鋼好，耐高溫比耐熱鋼好，導(dǎo)電性像銅，還有很多有價(jià)值的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能。碳纖維和塑料復(fù)合材料制成的飛機(jī)不僅重量輕，而且耗電少，推力大，噪音低。用碳纖維制作電子計(jì)算機(jī)的磁盤，可以提高計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度。用碳纖維增強(qiáng)塑料制造衛(wèi)星、火箭等航天器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可以節(jié)省大量燃料。在1999年的南斯拉夫科索沃戰(zhàn)爭中，北約使用石墨炸彈摧毀了南斯拉夫大部分的電力供應(yīng)。原理是產(chǎn)生了大面積覆蓋的碳纖維云，這些導(dǎo)電纖維使供電系統(tǒng)短路。
目前人們還不能直接從碳或石墨中抽出碳纖維，只能抽出一些含碳的有機(jī)纖維(如尼龍、腈綸、人造絲等。)可以作為原料。將有機(jī)纖維與塑料樹脂結(jié)合，置于稀有氣體氣氛中，在一定壓力下碳化。碳纖維是纖維狀碳材料，其化學(xué)成分含碳量超過90%。由于碳單質(zhì)不能在高溫下熔化(升華到3800K以上)，又不能溶于各種溶劑，所以不可能用碳單質(zhì)制作碳纖維。碳纖維可以通過聚合物有機(jī)纖維的固相碳化或低分子碳?xì)浠衔锏臍庀酂峤鈦碇苽?。目前，世界上生產(chǎn)和銷售的碳纖維大部分是由聚丙烯腈纖維固相碳化制成的。生產(chǎn)步驟是預(yù)氧化:在空氣中加熱，并在200-300度的溫度下保持十到數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的是將聚丙烯腈的線性分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯形結(jié)構(gòu)，使其在高溫下不會(huì)熔融燃燒，保持纖維狀態(tài)。b、碳化:在惰性氣氛中加熱至1200-1600度，保持幾分鐘至幾十分鐘，得到產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體可以是高純氮、氬或氦，但通常使用高純氮。c石墨化:在惰性氣氛(通常是高純氬氣)中加熱到2000-3000度，持續(xù)幾秒到幾十秒；由此產(chǎn)生的碳纖維也被稱為石墨纖維。
碳纖維細(xì)度極好(細(xì)度的表現(xiàn)之一是9000米長纖維的克數(shù))，一般只有19克左右；拉力高達(dá)300公斤/MM2；；還具有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、低膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)異性能。目前，很少有其他材料具有碳纖維那樣多的優(yōu)異性能。目前碳纖維主要制成碳纖維增強(qiáng)塑料進(jìn)行應(yīng)用。這種增強(qiáng)塑料優(yōu)于鋼和玻璃鋼，用途廣泛，如制造火箭、飛船等重要材料。制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；制造耐腐蝕的化工設(shè)備等。羽毛球:現(xiàn)在大部分羽毛球拍都是碳纖維的。【碳纖維】碳含量高于90%的無機(jī)高分子纖維。其中含碳量高于99%的石墨纖維稱為石墨纖維。碳纖維軸向強(qiáng)度和模量高，無蠕變，抗疲勞性好，熱膨脹系數(shù)低，耐腐蝕性好，纖維密度低，透X射線性好，比熱和導(dǎo)熱系數(shù)介于非金屬和金屬之間。但其抗沖擊性差，容易損壞，在強(qiáng)酸作用下被氧化。當(dāng)它與金屬復(fù)合時(shí)，會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳和電化學(xué)腐蝕。因此，碳纖維在使用前需要進(jìn)行表面處理。碳纖維可以由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維碳化制成。按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短纖維。按力學(xué)性能可分為通用型和高性能型。通用碳纖維具有1000兆帕(MPa)的強(qiáng)度和大約100GPa的模量。高性能碳纖維可分為高強(qiáng)度型(強(qiáng)度2000MPa，模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。強(qiáng)度大于4000MPa也叫超高強(qiáng)度型；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了高強(qiáng)度高延伸率的碳纖維，其延伸率在2%以上。用量最多的是聚丙烯腈基碳纖維。碳纖維可以加工成織物、氈、墊、帶、紙等材料。碳纖維除了用作保溫材料外，一般不單獨(dú)使用，常作為增強(qiáng)材料添加到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，形成復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽材料、人工韌帶等人體替代材料，也可用于制造火箭外殼、摩托艇、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧、傳動(dòng)軸等。含碳量大于90%的纖維由碳纖維聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠纖維經(jīng)氧化碳化制成。
目前，碳纖維為替代核心發(fā)熱材料做出了新的貢獻(xiàn)。在國外，很多節(jié)能采暖設(shè)備的核心發(fā)熱材料已經(jīng)從常用的金屬材料逐漸升級(jí)為碳纖維材料。碳纖維材料在加熱方面的應(yīng)用主要考慮耐腐蝕、抗氧化(金屬容易氧化造成局部擊穿)、穩(wěn)定性高、使用壽命更長(很多產(chǎn)品在300攝氏度下可以穩(wěn)定工作10萬小時(shí))、熱轉(zhuǎn)換率高(99。由于我國在碳纖維材料的研發(fā)方面還處于落后的局面，高質(zhì)量的碳纖維材料都是從日本和韓國進(jìn)口的，所以價(jià)格居高不下。但隨著國內(nèi)合資、合作形式的出現(xiàn)，以碳纖維為核心技術(shù)的產(chǎn)品早已進(jìn)入普通消費(fèi)者家中。
