1. Grundlæggende egenskaber af kulfiber
Kulfiber er en ny type fibermateriale med høj styrke og højmodulfiber med et kulstofindhold på mere end 90%.
- Kulfiber har mange fremragende egenskaber, såsom høj styrke, lav densitet, høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed osv. Det er meget udbredt inden for mange områder såsom rumfart, bilproduktion, sportsudstyr osv. Inden for rumfart, på grund af dens lette vægt og høje styrke kan den reducere flyets vægt og forbedre brændstofeffektiviteten. I sportsudstyr, såsom high-end cykler og golfkøller, kan brugen af kulfiber forbedre ydeevnen.
2. Strukturelle egenskaber og smeltepunkt for kulfiber
- Strukturen af kulfiber består hovedsageligt af kulstofelementer i form af grafitmikrokrystaller. Denne struktur gør kulfiber meget stabil. Fra kemiske bindingers perspektiv er kulstof-kulstofbindingerne (CC-bindinger) i kulfiber meget stærke.
- Smeltepunktet for kulfiber er meget højt. Under normalt tryk vil kulfiber næsten ikke smelte. Dette skyldes, at det kræver ekstrem høj energi at ødelægge dens interne stærke carbon-carbon-bindingsstruktur. Generelt, når temperaturen stiger til et vist niveau, vil kulfiber undergå en oxidationsreaktion i nærvær af oxygen, snarere end at smelte som almindelige metaller eller nogle materialer med lavt smeltepunkt. For eksempel i højtemperaturmiljøet omkring en flymotor vil kulfiber ikke smelte, men vil bevare sin strukturelle stabilitet og spille sin rolle som et forstærkende materiale.
3. Ydeevne af kulfiber ved høje temperaturer
- I et miljø med høje temperaturer vil kulfiber udvise nogle særlige egenskaber. Ud over de ovennævnte vanskeligheder ved at smelte, kan den også bevare en vis styrke. Dette gør det muligt at bruge det i industrielle miljøer med høj temperatur eller i nærheden af højtemperaturdele af rumfart. Men efterhånden som temperaturen fortsætter med at stige, vil styrken af kulfiber gradvist falde.
- Når temperaturen stiger til et vist niveau (normalt omkring 2000-3000 grad, vil den specifikke værdi variere afhængigt af typen af kulfiber og produktionsprocessen), vil kulfiberen undergå strukturelle ændringer, såsom en stigning i graden af grafitisering, men det vil stadig ikke smelte. Denne specielle ydeevne ved høje temperaturer gør kulfiber uerstattelige på områder, der kræver højtemperaturbestandige materialer.
