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碳纖維最為優(yōu)異的新興材料可以使用在很多行業(yè)，它的生產(chǎn)是通過控制一些前驅(qū)體的熱裂解和結(jié)晶達(dá)到的。生產(chǎn)過程中，除碳外大多數(shù)元素都會被消除，碳的微晶粒也會沿著纖維長度方向生成。本文主要來說一下各行業(yè)對碳纖維材料的要求。
在先進(jìn)的結(jié)構(gòu)性材料中，纖維復(fù)合材料占有重要的地位，所謂復(fù)合材料，就是由兩種或兩種以上物理性能或力學(xué)性能不同甚至相反的組分組成的材料。目前使用的較多的纖維復(fù)合材料有碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料、芳綸復(fù)合材料、玄武巖復(fù)合材料等。
針對玻璃纖維的模量低、耐熱性不理想，難以滿足航空航天工業(yè)受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求，在20世紀(jì)60年代發(fā)展了高強(qiáng)度、高模量、低密度的碳纖維(CF)。碳纖維的發(fā)展可以追溯到到1880年，愛迪生用棉、亞麻等纖維制成用做電燈絲的碳絲，因太脆、易級化、亮度低，后改為鎢
碳材料家族成員眾多，其中包括宏觀尺度的焦碳、金剛石、膨脹石墨、碳纖維及納米尺度的碳納米管、富勒烯和石墨烯。其中焦炭主要應(yīng)用于高爐煉鐵、機(jī)械鑄造、電石生產(chǎn)、化肥化工制氣等，真正用于材料制備的則是膨脹石墨、碳纖維及各種納米碳材料。
碳纖維是含碳最92%以上的無機(jī)纖維。高性能碳纖維通過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合可制得多種高性能碳纖維復(fù)合材料。隨著高性能碳纖維的大量生產(chǎn)，碳纖維的價(jià)格越來越低，使用范圍越來越廣，本文主要說的是它在油氣開發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料(CFRP)是一種高強(qiáng)度的材料，主要由作為增強(qiáng)材料的碳纖維和作為基本材料的熱固性樹脂組成。CFRP具有低密度、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、低電阻、高熱導(dǎo)、低熱膨脹、耐化學(xué)輻射等優(yōu)良特性，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。
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