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碳纖維－－是由有機母體纖維（例如粘膠絲、聚丙烯腈或瀝青）采用高溫分解法在1000～3000度高溫的惰性氣體下制成的。其結果是除碳以外的所有元素都予以去除。
碳纖維還是一種力學性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高，則構件自重愈小，比模量愈高，則構件的剛度愈大，從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景，綜觀多種新興的復合材料(如高分子復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料)的優(yōu)異性能， 不少人預料，人類在材料應用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應用的時代。

碳纖維研制和應用可以追溯到1850年的碳素燈絲，此后的研究應用一直處于停滯狀態(tài)，到上世紀五十年代隨著工業(yè)技術的發(fā)展和軍事工業(yè)的要求，碳纖維的研制和生產，相繼解決了原絲的選擇和高溫碳化的工業(yè)生產工藝，使碳纖維應用才進入到一個新階段。首先是在航空航天等軍事領域的應用，逐步擴展到高級民用工業(yè)，而真正用于建筑工程結構加固也就只有近十多來年的歷史。

碳纖維和石墨纖維一般統(tǒng)稱為碳纖維，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高溫高壓下才能熔融，不可能直接從碳元素制取碳纖維，理論上任何有機纖維經碳化后均可制成碳纖維，實際上目前具有工業(yè)意義的原絲僅有聚丙烯腈纖維(PAN)和中間相瀝青，各國生產碳纖維主要是以聚丙烯腈纖維為原料，經過高溫碳化等特殊工藝加工成極細的纖維絲(直徑5~10μm)，提高單絲強度，使一定量纖維的表面積增大很多，更利于加強與樹脂膠的結合。

過去制約碳纖維加固技術應用的因素之一是原絲和成品的價格，剛研制成功時每公斤的碳纖維原絲價在1000美元以上，當前已降至30美元以下；碳纖原絲產量最高的國家仍是日本和美國，而以碳纖布商品進入中國大陸市場的則有日本、法國、瑞士和臺灣等地的產品，用進口原絲加工編織的國產碳纖布亦開始進入市場，市場競爭日趨激烈，價格正在逐漸下降。

應用：碳纖維成品在土木工程中應用主要有纖維布、纖維板、棒材、型材、短纖維等，各有不同的使用范圍，而當前加固工程中用量最大和最普遍的還是碳纖維布(片)，碳纖維布常用的規(guī)格是200g/m2和300g/m2，厚度分別是0.111mm和0.167mm；碳纖維復合板厚度一般為1.2~1.4mm，由3~4層碳纖布經過樹脂浸漬固化而成，主要用于梁、板的加固，用纖維板加固的結構，外形規(guī)整，施工簡便，但原材單價較高，國內使用尚不普及。

高性能碳纖維布的最主要指標仍是其強度、彈性模量和斷裂伸長．一般抗拉強度都在3500 Mpa 以上，彈模在230000 Mpa 以上, 伸長率在1.4%以上，結構加固主要是利用碳纖維的高抗拉性能，廣泛用于鋼筋混凝土結構的梁、板、柱和構架的節(jié)點加固，也很適合用于古建筑物或砌體結構的維修加固，恢復和提高結構的承載能力和抗裂性能，國內外成功的應用實例已不勝枚舉。1995年日本板神大地震和臺灣大地震后之后，碳纖維作為耐震補強材料和技術的地位得到了進一步的發(fā)展和確定。

近年來在國內不少高等院校、科研部門、和各大設計院參與到對碳纖維的應用和研究，目前國家還沒有頒布正式的設計和施工規(guī)范，在建設部確定的研究項目中,已包括有“纖維增強復合材料(FRP)用于城市橋梁的加固與修補研究”、“碳纖維材料加固混凝土結構新技術”等課題，碳纖維的應用研究已得到國家的重視。

構造： 對于受彎構件碳纖布是粘貼于受拉區(qū)，以補充鋼筋的不足，粘于梁的兩側，以提高梁的抗剪能力，纏繞于混凝土柱外側約束了混凝土的側向變形，可以高柱的承載能力和柱的軸壓比，纏繞于桁架的節(jié)點可使節(jié)點得到整體的加固。碳纖布的層數可通過計算確定，考慮到各層的共同工作系數，抗疲勞的能力和避免脆性破壞，一般建議不宜超過5層；從受力性能角度，單層優(yōu)于多層，窄幅優(yōu)于寬幅；必要時縱向可以搭接，搭接長度不得少于100mm，要保證碳纖維端部有可靠的錨固，除滿足計算要求外，還應有必要的構造措施。

粘貼：粘結劑的性能和粘貼工藝是使被加固構件與碳纖維布共同受力的保證，要求粘結劑對被粘貼界面和碳纖布有高的粘結力和強度，抗拉、抗壓、特別是粘貼抗剪強度應遠高于混凝土相應的強度，粘結劑對界面和碳纖維布都要有良好的滲透性和相容性，具有抗沖擊、耐疲勞、抗老化等優(yōu)異性能，因此應該采用專用的粘結劑；

完善的施工工藝是加固效果的重要因素，主要的要求是：清理、修復、整平被粘貼面，被粘貼面應干燥、防潮；采用專用的工具，涂布粘度較大的粘結劑。
碳纖維粉是碳纖維經機械磨制而成，是特短切碳纖維。它具有導電性，可用作樹脂的增強材料，具有尺寸的穩(wěn)定性，適用于自動進料與計量擠擊工藝，密封填料、電填料、已被廣泛用于電子芯片、導電板、導電地板、電子機械底架等。
是聚四氟乙烯等聚合物的理想填充料，用它增強的聚四氟乙烯具有自潤滑、耐磨耗、耐腐蝕、耐高溫、抗蠕變和壓縮強度高等特點。
碎碳纖維可填充于熱塑性樹脂和熱固性樹脂中制作各種制品，以達到增強、耐磨、導熱、導電等目的，并可提高產品尺寸的穩(wěn)定性。可用于尼龍、聚砜、熱塑性聚酯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等熱塑性塑料中，也可用于環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性塑料中作填充料，生產性能優(yōu)良的復合材料。碳纖維應用于石墨碳素制品中。
聚丙烯腈基碳纖維、是經特殊工藝加工制成的高級纖維材料，廣泛應用在軍事、航天、體育器材等領域。于橡塑結合制成機械零件耐磨、體輕。碳纖維絲可大體分成兩種：短纖維和長纖維，它也可以編織成碳布，用于鎢鉬冶煉真空熱處理的保護材料還可用于建筑工程的輔助增強。
該產品廣泛應用于增強塑料原料、聚四氟、密封材料、作填充用料。例如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等模壓成型、與尼龍混合
碳纖維的加工工藝

碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維,經熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。

碳纖維和石墨纖維一般統(tǒng)稱為碳纖維，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高溫高壓下才能熔融，不可能直接從碳元素制取碳纖維，理論上任何有機纖維經碳化后均可制成碳纖維，

經過高溫碳化等特殊工藝加工成極細的纖維絲(直徑5~10μm)，提高單絲強度，使一定量纖維的表面積增大很多，更利于加強與樹脂膠的結合。

目前，人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采用一些含碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成。


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