大家都知道碳纤维是个好东西,强度高,体密度比重轻。但理解得不完整,差得还很远。碳纤维的很多优点没有理解到位。我来写几篇科普一下的文章。真正理解了碳纤维这些无与伦比的特殊性能,就对碳纤维未来的应用前景充满信心。 读了物质的元素周期表,就知道物质的分子和原子结构。分子物质的最稳定的结构就是外围有八个电子,四个电子以上的物质物质以夺取电子为主,以下的以失去电子为主,形成了物质的氧化还原特性,共同的分子物质外围就存在八个电子,这就是最稳定的物质结构。比如说水H2O的分子,就是最稳定最典型的物质结构。 在所有的物质中,有一个物质最为特殊,这就是“碳”。碳原子的外围是四个电子,在一定的能量作用下,碳是可以作为氧化或还原物质的。最典型的例子就是纯碳与纯氧的结合,生成二氧化碳而放出大量的热量。 二氧化碳在常温常压下,是以气体的形式存在,无毒无害。但碳正因为是处于八个电子的中心,原子的外围有四个电子,是一个非常特殊的物质,两个碳原子结合在一起,就形成了外围八个电子的稳定物质。高纯的碳(90%以上)在一定的高温高压的条件下会结晶,这种晶体物质非常稳定,有很高机械强度和硬度性能。 如果碳物质的纯度继续提高,到99.99%以上,再到高温高压的条件下,就会结晶形成的物质就是“钻石”。天然钻石就是高纯碳,在火山爆发,高温高压下形成的。所以寻找天然钻石就到火山岩中找去。现在的人工做出来的钻石,也是在模拟这种条件去生产的。钻石的晶体结构是六方形的立体结构,具有极强的强度和硬度。手表用多少“钻”来表示手表的耐磨性和档次,就是用钻石的这个性能。 在工程材料中,强度和硬度的性能,是非常好的一个东西,用途大着呢。但钻石生产太难了,太贵了,没法通用。那么,人们就退而求其次,用现在的工业技术能实现的工艺条件,把高纯碳在某种高温条件下,做成平面晶体,做不到立体晶体,做成平面晶体,也是强度硬度很强大的物质啊!并且利用一些特殊的工艺,把它做成纤维的外形,这就是“碳纤维”的由来! 但是,再难也得要去做,因为这东西太好了,它的那些特殊的性能,在哪个行业里一用,就在这个行业能产生一场革命。天上飞的,飞机、飞船;地上跑的,汽车、自行车;海里游的,海轮、潜艇等等。就是现在大家认为时髦的折叠屏手机,其屏背景铰链材料就是用的我的碳纤维。软的显示屏国内没有我的碳纤维还就不行。将来的手提电脑不是方的,是卷起来的,像一幅画插在背包里的。 你看看碳纤维起的作用有多大!可以说碳纤维走进我们的生活才刚刚开始,随着人们对碳纤维的认识越来越多,碳纤维大批量生产成本越来越低,碳纤维将对人类的生活产生革命性的影响。
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