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【技术干货】一文详细盘点10类常见碳纤维产品的典型特征及主要用途

碳纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀、热膨胀系数小等一系列优异的性能,因此其应用领域非常广泛。而为了满足客户需求,碳纤维生产厂商开发出了多种不同用途的纤维,来充分利用碳纤维优异特性。本文将全面分析碳纤维产品的10种常见的应用方式及用途。


1、连续长纤维

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产品特征:碳纤维生产厂商最常见产品形式,束丝由成千上万根单丝组成,按照加捻方式分为三种:NT(Never Twisted, 未加捻)、UT(Untwisted, 退捻)、TT或ST(Twisted, 加捻),其中NT为最常用碳纤维。

主要用途:主要用于CFRP、CFRTP或C/C复合材料等复合材料,应用领域包括飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备零件。


2、短纤维纱线

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产品特征:简称短纤纱,通过利用短碳纤维纺成的纱线,如通用级沥青基碳纤维通常为短纤维形式产品。

主要用途:隔热材料、减摩材料、C/C复合材料零件等。


3、碳纤维织物

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产品特征:由连续碳纤维或碳纤维短纱经过编织而成,按照编织方式碳纤维织物可以分为机织物、针织物和无纺布,目前碳纤维织物通常采用机织物。

主要用途:与连续碳纤维用途相同,主要用于CFRP、CFRTP或C/C复合材料等复合材料,应用领域包括飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备零件。


4、碳纤维编织带

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产品特征:属于碳纤维织物一种,也是由连续碳纤维或碳纤维短纱经过编织而成。

主要用途:主要用于树脂基增强材料,尤其适用于管状产品的生产加工。


5、短切碳纤维

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产品特征:与碳纤维短纱概念不同,通常是由连续碳纤维经过短切加工制备而成,纤维的短切长度可按照客户需求进行切割。

主要用途:通常作为塑料、树脂、水泥等混料,通过混入基体中可以改善机械性能、耐磨性、导电性和耐热性;近年来3D打印碳纤维复合材料中的增强纤维多以短切碳纤维为主。


6、研磨碳纤维

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产品特征:由于碳纤维为脆性材料,因此经过研磨处理可以制备成粉末状碳纤维材料,即为研磨碳纤维。

主要用途:与短切碳纤维用途相近,但极少用于水泥增强领域;通常作为塑料、树脂、橡胶等混料以改善基体的机械性能、耐磨性、导电性和耐热性。


7、碳纤维毡

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产品特征:主要形式为毡或垫子,首先通过机械梳理等方法将短纤维分层,然后用针刺方法制备而成;又称碳纤维无纺布,属于碳纤维编织物一种。

主要用途:隔热保温材料、模压隔热材料基材、耐热保护层和耐腐蚀层基材等。


8、碳纤维纸

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产品特征:以碳纤维为原料,采用干法或湿法造纸工艺制备而成。

主要用途:防静电板、电极、扬声器锥和加热板;近年来的热点应用为新能源汽车电池正极材料等


9、碳纤维预浸料

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产品特征:由碳纤维浸渍热固性树脂制成的半硬化形式的中间材料,其力学性能优异、应用广泛;碳纤维预浸料宽度按加工设备尺寸而定,常见规格包括300mm、600mm、1000mm幅宽预浸料。

主要用途:对轻量化和高性能迫切需求的飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备等领域。


10、碳纤维复合物

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产品特征:由热塑性塑料或热固性树脂与碳纤维混合制成的注射成型材料,该混合物是由各种添加剂和短切纤维添加而成,然后进行复合工艺。

主要用途:依靠材料优异的导电性、高刚度、轻量化优势,主要用于办公自动化设备外壳等产品。


来源:碳纤维及其复合材料技术|钱鑫博士

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