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滨州市合胜电器有限公司

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碳 纤 维 及 制 品 介 绍

碳纤维－－是由有机母体原丝（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的。其结果是除碳以外几乎所有元素都予以去除。碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料（CFRP）抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa，亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。从这个意义上已预示了人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
碳纤维的用途主要是利用其“轻而强”和“轻而硬”的力学特性，广泛应用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料；利用其尺寸稳定性，应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品；利用其耐疲劳性，应用于直升飞机的叶片；利用其振动衰减性，应用于音响器材；利用其耐高温性，应用于飞机刹车片和绝热材料；利用其耐药品性，应用于密封填料和滤材；利用其电气特性，应用于电极材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料；利用其生体适应性，应用于人工骨、韧带修复；利用其 X-光透过性，应用于 X光床板等。此外，碳纤维还可以活化成活性碳纤维，具有超高比表面积，应用于各种吸附领域。
具体应用例如：①钓鱼杆；②高尔夫球杆；③网球拍；④飞机方面，小型商务机和直升飞机的复合材料用量已占70％一80％，军用机30％一40％，大型客机15％一20％；⑥人造卫星结构体、太阳能电池板和天线要用高模碳纤维，先进的运载火箭和导弹壳体、发射筒等要用T800H和 T300碳纤维等；⑥土木建筑领域，已用于补修加工用片材、建筑部件、代钢筋材料、屋顶构架材料等；⑦能源领域，已用于汽车的压缩天然气罐和风车叶片(45m以上)、海底油田管道、升降机等；⑧交通运输方面，已应用于赛车、汽车传动轴、大型卡车车体等；⑨电子电器领域，已应用于增强热塑性树脂的挤出成型品，如抗静电 IC盘、笔记本电脑的框体，具有电磁波屏蔽效果；⑩其它，还有X-射线盒、医用床板、印刷、制膜、造纸等用的各种滚轴、空气或氧气呼吸用压力容器等等。
现市场上商用的碳纤维及其型号分类：
目前世界上50%的碳纤维产量都由日本东丽公司提供，作为最大的人造纤维丝公司，东丽公司的产品规格作为行业标准被广泛应用于整个碳纤维行业。其出产的碳纤维主要由聚丙烯腈丝为原丝，成品分高强度中模量型和中等强度高模量型两种类别。
其中，高强度中模量型主要有T300，T700，T800以及T1000，见下表。
型号 拉伸强度/MPa 拉伸模量/GPa 断裂延伸率/% 线密度/mKg-1 电阻率/Ω⋅cm
T300-3K 3600 230 1.6 4800 1.6×10-3
T300-6K 3600 230 1.6 2400 1.6×10-3
T300-12K 3600 230 1.6 1200 1.6×10-3
T700-12K 4900 294 2.1 1200 1.6×10-3
T800-12K 5600 294 1.9 2400 1.6×10-3
T1000-12K 6300 294 2.3 2400 1.6×10-3
由于碳纤维中碳含量相差不大，电阻率主要由电阻率控制，当碳含量都在95%以上时，电阻率大致相当。
K——表示一束纤维中含有多少根单丝，同一型号但后缀的K不同，纤维本质完全一样，只是单束成品纤维中所含单丝根数不同。
碳纤维具有优异的导电及发热性能，用于电热方面，主要有以下几种产品：
（1） 碳纤维石英电热管：利用碳纤维或石墨无纺毡为发热体的电热管。
（2） 碳纤维伴热带：利用碳纤维为发热体应用于需要加热的传送带。
（3） 碳纤维电热线：利用绝缘塑料包覆碳纤维制成发热线。
（4） 碳纤维电热板：将短切碳纤维造纸，以玻纤复合材料夹杂碳纤维纸制造而成的板状发热体。
（5） 软性碳纤维发热布：将碳纤维与布混织，制成可以柔软的发热布。

用于碳纤维石英电热管的碳纤维无纺毡规格：
性能指标 单位 测定环境温度（℃） 碳纤维毡 石墨毡
密度 g/cm3 20 0.088 0.08
电阻率 纵向 Ω&#903;mm 1.5～2.5 <1
横向 Ω&#903;mm 3～4 <1
最大张力 纵向 N 20 157 136
横向 N 20 104 92
撕裂强度 纵向 N 20 36 34
横向 N 20 34 31
热收缩率 % 到3000 1 0
吸水率（90％相对湿度下） 重量 % 20 1 0
碳含量 % ≥99 ≥99.9
灰分含量 % 0.25 0.02
比热 W&#903;sec/(g&#903;K) 20 0.741 0.741
比热（平均数） W&#903;sec/(g&#903;K) 1400 1.72 1.72
实际热发射率 % 99 99
升华温度 ℃ 3600 3600
表面积 m2 / g 20 0.6 0.7
导热系数 W/(m&#903;K) 1000
1400 0.28 0.28
0.45
蒸汽压 Microns 2270
2440
2620 1
10
100 1
10
100
碳化温度 ℃ ≥1400 ≥2500

碳纤维石英电热管特点
碳纤维发热体是一种纯黑体材料，因此具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点。工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管，电热转换效率高达 98% 以上。 打开电源后升温速度奇快，在1~2秒时机体已经感到烫手，5秒钟表面温度可达300-700度。
碳纤维石英电热管的能量发射方式是以远红外辐射为主，它所发射的远红外波长在 8μm -14 μm之间， 这段波长的远红外线谱被称为“生命之光”，占整体波长的80%以上。同时它能够被空气中的水分子吸收产生共振摩擦热效应，实现了快速提高采暖环境温度的作用。特别是能有效的活化人体组织细胞、促进血液循环、加速新代谢、增强免疫能力，同时还具有防臭除湿抗菌等效果， 当碳纤维石英电热管加热时能够产生 765.9W/M 的红外线辐射，相当于一部频谱理疗仪 。如果长期被关节炎或其他风湿类疾病困扰的人们在经常使用后能得到明显的减轻和缓解效果。碳纤维石英电热管，其寿命（连续点烧） ≥ 6000 小时以上，在频繁启动、 关闭和长期连续工作中，发热体无氧化和击穿现象，发热光色均匀、管壁内外清洁。与金属发热体不同，它完全避免了电磁场的产生。
碳纤维石英电热管采用高纯度脱羟基石英玻璃管密封，热膨胀系数极小，有极高的热稳定性，能承受剧烈的温度变化而不炸裂（石英管加热到 1500 ℃，急速投入 20 ℃水中也不炸裂）。石英玻璃是良好的耐酸材料（氢氟酸除外），相当耐酸陶瓷的 30 倍，相当于不锈钢（镍铬合金）的 150 倍。
主要的突出优势：
（1） 由于碳纤维为纯黑体，本身并不消耗电能，因此电热转换率高，达到98%以上，普通的金属丝电热管电热转换率只能达到60%，卤素管则不超过80%。
（2） 升温速度快，相对于金属丝电热管动辄几分钟才能达到预定温度的慢速升温，碳纤维电热管升温速度与卤素管相当，十几秒即可达到预定温度。
（3） 寿命长，由于碳纤维为纯黑体，本身并不消耗电能，而碳纤维晶体的晶型结构更可以稳定存在于2000 ℃以上，因此能长时间工作而不会产生热衰减，寿命超过6000小时。
（4） 其转换的热能主要以远红外光波长度发散，与传统的电热管依靠空气散热相比，传输距离远且可以直接作用于被加热体，避免热能损耗。
（5） 无启动电势差，不会对用户家庭内的其他电器造成不良影响。
（6） 耐腐蚀和剧烈温度变化。
（7） 电热转换过程可见光光透量比较
功 率 长丝碳纤维 金 属 丝 碳 毡 石 墨
400W 0.0750 68.2 0.55 1.10
600W 1.3750 227.6 3.75 7.30
800W 3.7937 712.4 12.6 26.2
1000W / / 44.2 /
1200W 22.05 2302.5 / 140.2

一． 产品应用领域
取暖器、暖风机、浴霸、干燥和烘干或远红外设备、烤漆设备、蔬菜大棚保温种植、泵房干燥、美容仪器、光波炉等等。
二． 产品类型
1. 长丝管
产品特色：由长丝碳纤维绳绕制在石英内芯管上而成，电极采用高温钼丝套。
尺寸规格 功率
Φ10mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ12mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ15mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ20mm×（250~1200）mm 400W~3000W

2. 碳毡管
产品特色：由高碳石墨碳毡经特殊处理为发热体，电极采用高温钼夹套，升温速度快于长丝管。
尺寸规格 功率
Φ10mm×（100~600）mm 200W~600W
Φ12mm×（100~600）mm 200W~600W
Φ15mm×（100~600）mm 200W~1200W
Φ20mm×（100~600）mm 200W~1200W

3. 编织管
产品特色：将长丝经缠绕工艺直接绕制在石英内芯管上，发热面积大，杜绝长丝管内管温差且更为美观可靠。
尺寸规格 功率
Φ10mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ12mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ15mm×（250~1200）mm 400W~2000W
Φ20mm×（250~1200）mm 400W~3000W




4. 无支撑管
产品特色：由长丝管或编织管经特殊固化定型工艺制成碳/碳纤维复合材料，不需要石英内芯管作为碳纤维的支撑件，可用于剧烈震荡环境。
尺寸规格 功率
Φ10mm×（250~600）mm 400W~2000W
Φ12mm×（250~600）mm 400W~2000W
Φ15mm×（250~600）mm 400W~2000W
Φ20mm×（250~600）mm 400W~3000W

5. 异型管
产品特色：由无支撑管或碳毡管经特殊弯制而成，可以为U型，&#8486;型，螺旋型等特殊形状，可以用于如浴霸，圆形取暖器，加热灯等小尺寸大功率场合。
规格可以由客户要求设计制造，功率为200~3000W。

联系方式

姜海勇 先生

• 电 话： 0543-13505430078
• 传 真： -
• 邮 编：
• 邮 箱： hselectric@163.com
• 地 址： 山东省滨州市滨城区市东办事处

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