碳纖維機(jī)械在機(jī)械制造領(lǐng)域的作用
碳纖維機(jī)械除了頻繁出現(xiàn)在日常生活用品中，還被用于汽車(chē)、航空、航天、造船、能源等高科技行業(yè)，可以說(shuō)，幾乎所有的軍事和民用領(lǐng)域都可以看到碳纖維機(jī)械的身影。
碳纖維機(jī)械顧名思義，是由碳元素組成的纖維，碳含量超過(guò)90%。微觀上，碳纖維機(jī)械的結(jié)構(gòu)與石墨的結(jié)構(gòu)有些相似，石墨由層狀碳薄片晶體組成。這些碳薄片晶體有一個(gè)名字叫做石墨烯。它只有一層原子厚度，平面中的碳原子呈六邊形排列，類(lèi)似于蜂窩的形狀。這種原子排列使石墨烯成為強(qiáng)和堅(jiān)韌的材料。在石墨中，這些碳層狀晶體規(guī)則地堆疊；然而，在碳纖維機(jī)械中，這些碳薄片晶體并不總是那么規(guī)則，有時(shí)碳薄片晶體可能會(huì)相互交叉。
雖然碳纖維主要由碳組成，但其微觀結(jié)構(gòu)也非常接近石墨；然而，到目前為止，人們還不能直接使用碳或石墨來(lái)生產(chǎn)碳纖維。他們只能使用一些含碳的有機(jī)纖維原料，將有機(jī)纖維和塑料樹(shù)脂結(jié)合起來(lái)生產(chǎn)碳纖維。
用于制備碳纖維的有機(jī)纖維主要包括聚纖維、瀝青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維，其中聚碳纖維和瀝青碳纖維被廣泛使用。選擇不同的有機(jī)纖維作為原料會(huì)對(duì)特定的工藝參數(shù)有不同的要求，制備的碳纖維的性能也會(huì)有一定的差異。然而，在這個(gè)過(guò)程中，通常需要纖維紡絲、熱穩(wěn)定（預(yù)氧化）、氧化和碳化，并伴隨著脫氫、環(huán)化、預(yù)氧化、氧化和脫氧等化學(xué)變化。經(jīng)過(guò)這些過(guò)程，我們可以得到碳纖維前體。
然而，前驅(qū)體的制備并不意味著制備碳纖維的過(guò)程結(jié)束。前體制備完成后，還需要經(jīng)過(guò)上漿和固化的過(guò)程。所謂上漿是將前體與環(huán)氧樹(shù)脂混合的過(guò)程。上漿過(guò)程中使用了許多方法。碳纖維可以通過(guò)自動(dòng)澆注機(jī)浸泡在環(huán)氧樹(shù)脂中，也可以手動(dòng)將環(huán)氧樹(shù)脂和其他聚合物與碳纖維混合。調(diào)整尺寸后，您需要執(zhí)行一個(gè)步驟，即固定通話。固化過(guò)程通常被加熱或環(huán)氧樹(shù)脂在真空中被加壓。固化主要是使涂有環(huán)氧樹(shù)脂的碳纖維硬化；此外，在固化過(guò)程中，碳纖維可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在前體材料中產(chǎn)生無(wú)碳物質(zhì)，這將導(dǎo)致纖維顆粒之間的團(tuán)聚力更強(qiáng)。此時(shí)，碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。
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