文章简介:
碳素是什么材质
碳素材料定义
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA 族。
碳元素广泛存在于地球和宇宙中，是地球上化合物最多的元素。在水和空气中碳主要以碳酸、碳酸盐和二氧化碳的形式存在；矿物界有各种碳酸盐、煤、天然石墨和金刚石等，还有石油和天然气等碳氢化合物。碳是组成一切动植物的基本元素。碳在自然界中的丰度为0.08%，占地壳中各元素含量的第13 位。
下“碳素”和“炭素”的关系及区别。按一般较为规范的说法，“碳素材料”一般指碳元素、含碳元素为主的原材料；而“炭素材料”一般指以含碳元素为主的原材料生产而成的各种制品和产成品。但是由于历史和习惯等原因，整个学术界和石墨行业并没有严格的界限。
碳素材料的简要发展史
碳素材料分类
中商碳素研究院
碳产业属于基础原料产业，是国民经济发展不可或缺的。碳工业是一个利用石化和煤化工废渣进行深加工和再利用的新兴产业。这是一种二次能源利用，符合循环经济的理念。同时，由于碳材料的物理化学性能和机械性能在一定条件下优于金属材料和高分子材料，具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性，以及高耐腐蚀性、高温高强度、自润滑等特点，碳工业也是一个高科技产业。碳材料及其产品已广泛应用于冶金、电子、化工、机械、体育器材、医疗、能源、航空航天、核工业和军事等领域，并被列为以往所有国家技术发展政策的重点发展内容。尽管我国现在是碳产品的主要生产国和出囗国，但高端产品很难在国际市场上有发言权。至于高技术碳产品和某些领域的特殊碳产品，我们与主要碳国家仍有差距。促进高附加值产品的发展是该行业未来的发展重点。根据对碳材料行业发展趋势的分析，高科技碳产品的研究、开发和应用领域非常广泛。在核工业中，核反应堆中子减速剂和反射器、同位素生产用热柱石墨、高温气冷堆石墨、火箭和导弹喷嘴喉衬、气体舵、燃烧室、鼻锥和护罩都是特殊的石墨产品。去年，我国的碳产品产量超过800万吨，而特种石墨产品的产量只有3万吨左右，进口量很大。
等静压石墨等静压石墨是近年来出现的一种新型碳材料。它在电阻率、抗弯强度和抗压强度方面优于高纯石墨。此外，由于其独特的各向同性，广泛应用于单晶硅制造、高温气冷堆、机械密封、块孔换热器、精密电子仪器加工等新兴领域，引起了众多碳素企业的关注。高纯石墨的平均价格为2万元/吨，利润仅为2000元，而等静压石墨的价格过10万/元吨，利润至少为2万元/吨，非常有吸引力。目前，中国每年消耗世界上约1/4的等静压石墨产品，但每年从国外进囗约3/4的产品并由外国企业控制。目前，这种材料被国际社会视为战略材料。自力更生，限制对华出囗，发展等静压石墨材料已成为当务之急。
碳纤维复合材料碳纤维复合材料具有更广泛的应用领域。它广泛应用于航空航天、航空、核工业、高能物理、医疗、交通、建筑等领域。自行车架、划艇、独木舟、滑雪板、滑水板、冲浪板、高尔夫球杆、网球拍、标枪、杆跳高、钓鱼竿、冰球杄等都是由碳纤维复合材料制成的。目前，大量上述运动器材都是进口的。碳产业应加强产学研结合，加大科研实力，防止资本和技术分离。适当引进国外关键生产设备和检测仪器，并根据自己的原料进行消化和再吸收；组建中国等静压石墨产业联盟，合理布局生产企业，帮助企业实现产品差异化生产；打破行业技术垄断，促进企业间技术转移，实现技术互补。分析碳素材料行业的发展趋势，一些企业表示，在生产高附加值的特殊产品时，国内原材料性能的不稳定也是除技术和设备方面以外的主要障碍。由于渠道分散，生产厂家众多，国内石油焦的水分含量、金属元素含量、粒度等性能参数差异大，波动范围广。即使原材料是从一家企业购买的，产品性能也会有很大差异。为了生产高质量的产品，碳素生产企业必须从国外进囗高质量的原材料。对此，业内专家呼吁尽快制定适当的标准来规范产品供应。
什么是碳/碳复合材料，有哪些特性？
碳/碳复合材料具有低密度(2.0g/cm3)、高比强、高比模量、高导热性、低膨胀系数，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是目前在1650℃以上应用的唯一备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高温材料。
尽管碳/碳复合材料有诸多优良的高温性能, 但它在温度高于400℃的有氧环境中发生氧化反应，导致材料的性能急剧下降。因此，碳/碳复合材料在高温有氧环境下的应用必须有氧化防护措施。碳/碳复合材料的氧化防护主要通过以下两种途径，即在较低的温度下可以采取基体改性和表面活性点的钝化对碳/碳复合材料进行保护；随着温度的升高，则必须采用涂层的方法来隔绝碳/碳复合材料
与氧的直接接触，以达到氧化防护的目的。目前使用最多的是涂层的方法，随着技术的不断进步，对碳/碳复合材料超高温性能的依赖越来越多，而在超高温条件下唯一可行的氧化防护方案只能是涂层防护。
碳纤维材料能替代铝合金材料吗，它和铝合金相比都有哪些不同？如重量，强度，硬度，耐冲击性，耐磨性，可
碳纤维更轻，强度更高，但是导热性比铝差，制造和加工工艺更复杂，另外价格也比较高
发布于 2022-07-09 13:26:18 回复