凱夫拉材料的報(bào)告

1、關(guān)于Kevlar和碳纖維材料的分析報(bào)告趙周星 制前言材料結(jié)構(gòu)材料功能材料報(bào)告流程報(bào)告流程1.碳纖維碳纖維CF（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）3. 結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性4.功能特性功能特性報(bào)告主要內(nèi)容報(bào)告主要內(nèi)容2.Kevlar材料材料(重點(diǎn)）重點(diǎn)）1.碳纖維碳纖維CF（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）（1）碳纖維碳纖維（carbon fiber，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱CF）：）：一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料 。 (2) 綜述：綜述： 質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。 它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。 （

2、3) 結(jié)構(gòu)特性：結(jié)構(gòu)特性： 碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無(wú)蠕變。碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多 。 1.碳纖維碳纖維CF（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）(材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度越好） 碳纖維比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的79倍，抗拉彈性模量為230430Gpa，CF的比強(qiáng)度可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。1.碳纖維碳纖維CF（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）（4）功能特性：功能特性： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 碳纖維對(duì)一般的有機(jī)溶劑、酸、堿都具有 良好

3、的耐腐蝕性，不溶不脹，耐蝕性出類拔萃，完全不存在生銹的問(wèn)題。還有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性 。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 其耐沖擊性較差，容易損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生氧化、金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。1.碳纖維碳纖維CF（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）（5）材料應(yīng)用： 碳纖維碳材料已在軍事及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。從航天、航空、 汽車、 電子、 機(jī)械、化工、輕紡等民用工業(yè)到運(yùn)動(dòng)器材和休閑用品等。 碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可以應(yīng)用于飛機(jī)制造等軍工領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電葉片等工業(yè)領(lǐng)域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧、驅(qū)動(dòng)軸、球棒等體育領(lǐng)域。碳纖

4、維是典型的高科技領(lǐng)域中的新型工業(yè)材料。 2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）背景介紹（講故事）凱夫拉是什么？凱夫拉爾:保鏢的“ 護(hù)身符”2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)） (1) 凱夫拉纖維：凱夫拉纖維： （2）綜述：綜述：凱夫拉（凱夫拉（Kevlar）是屬于一種液態(tài)結(jié)晶性棒狀）是屬于一種液態(tài)結(jié)晶性棒狀 分子，它具有非常好的熱穩(wěn)定性，抗火性，抗化學(xué)性，絕分子，它具有非常好的熱穩(wěn)定性，抗火性，抗化學(xué)性，絕緣性，以及高強(qiáng)度及模數(shù)。（三高二耐一低）緣性，以及高強(qiáng)度及模數(shù)。（三高二耐一低） 芳香族聚酰胺類纖維的通稱，國(guó)芳香族聚酰胺類纖維的通稱，國(guó)外商品牌號(hào)為外商品牌號(hào)為凱芙拉凱芙拉 (Kev

5、lar) 纖維纖維 (美美國(guó)杜邦公司國(guó)杜邦公司1968年開(kāi)始研究，年開(kāi)始研究，1973年年研制成功研制成功)，我國(guó)命名為芳綸纖維。，我國(guó)命名為芳綸纖維。高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、低密度耐腐蝕、低密度2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（3）結(jié)構(gòu)特性a.物理性能 （1）有光，黃色，Kevlar49為深黃色 (2) 線密度：大部分13.7，直徑0.012mm (3) 密度：大部分1.43-1.44g/cm32.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）b.力學(xué)性能（1）強(qiáng)度高、質(zhì)量輕）強(qiáng)度高、質(zhì)量輕 大部分短纖維產(chǎn)品其密度為大部分短纖維產(chǎn)品其密度為1. 43-1. 44

6、 g/cm1. 43-1. 44 g/cm3 3。而。而凱夫拉凱夫拉4949為為1. 44-1. 45 g/cm1. 44-1. 45 g/cm3 3，凱夫拉，凱夫拉149149為為1. 47 1. 47 g/cmg/cm3 3，與常規(guī)合纖相比，錦綸為，與常規(guī)合纖相比，錦綸為1. 14 g/cm1. 14 g/cm3 3，聚酯為，聚酯為1.38 g/cm1.38 g/cm3 3，碳纖維為，碳纖維為1. 8 g/cm1. 8 g/cm3 3，玻璃纖維為，玻璃纖維為2. 25 2. 25 g/cmg/cm3 3，鋼絲為，鋼絲為7. 9 /cm7. 9 /cm3 3。因此凱夫拉纖維密度比錦綸、。因此

7、凱夫拉纖維密度比錦綸、聚酯大，而比碳纖維、玻璃纖維和鋼絲小，在基本相同強(qiáng)聚酯大，而比碳纖維、玻璃纖維和鋼絲小，在基本相同強(qiáng)度下，凱夫拉具有較輕的特點(diǎn)。度下，凱夫拉具有較輕的特點(diǎn)。2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（2）壓縮性能壓縮性能 在軸向和徑向具有較低的壓縮性能，這主要由于它的高結(jié)在軸向和徑向具有較低的壓縮性能，這主要由于它的高結(jié)晶和高取向。晶和高取向。（3）剪切性能）剪切性能 凱夫拉纖維具有較低的剪切性能，因?yàn)樗哂休^高的各向凱夫拉纖維具有較低的剪切性能，因?yàn)樗哂休^高的各向異性。異性。 （4）耐磨性能）耐磨性能 由于凱夫拉纖維較弱的橫向結(jié)合力，因此具有較低的耐磨由于凱夫拉纖維較弱

8、的橫向結(jié)合力，因此具有較低的耐磨性能，當(dāng)纖維之間摩擦或與金屬表面摩擦，易原纖化。這性能，當(dāng)纖維之間摩擦或與金屬表面摩擦，易原纖化。這種情況在纖維表面區(qū)域，易纖維劈裂或原纖化，以致形成種情況在纖維表面區(qū)域，易纖維劈裂或原纖化，以致形成斷裂。為了保護(hù)其表面，大部分凱夫拉纖維制品上油劑，斷裂。為了保護(hù)其表面，大部分凱夫拉纖維制品上油劑，增加耐磨性。增加耐磨性。2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）具體力學(xué)性能參數(shù) 強(qiáng)度：3.6 GPa 伸長(zhǎng)模量：131 GPa 斷裂伸長(zhǎng)率：2.8 % 長(zhǎng)期使用溫度：180 軸向熱脹系數(shù)：-2 10 -6/ K2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）4）功能特性 a

9、.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性: Kevlar品牌纖維在熱試驗(yàn)中（TGA）非常穩(wěn)定，直至600才有明顯的重量喪失。 b.低腐蝕性：低腐蝕性：具有高含量的Kevlar品牌纖維試片，表現(xiàn)出比半金屬片低的侵蝕性。 C.降解溫度降解溫度:凱夫拉纖維具有極好的熱穩(wěn)定性，這是芳香族聚酞胺固有的特性。在500以上產(chǎn)生急劇的降解。 d .其他性質(zhì)：其他性質(zhì)：有良好的耐堿性，耐酸性好于錦綸，具有良好的耐有機(jī)溶劑、漂白劑以及抗蟲蛀和霉變，對(duì)橡膠有良好的粘附性，但耐日曬和抗紫外線能力差。2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（5）材料分類應(yīng)用 包括三種牌號(hào)的產(chǎn)品，并重改名稱。包括三種牌號(hào)的產(chǎn)品，并重改名稱。改稱為改稱為；改稱

10、為改稱為；改稱為改稱為。主要用于繩索、電主要用于繩索、電纜、涂漆織物、帶纜、涂漆織物、帶和帶狀物，以及防和帶狀物，以及防彈背心等。彈背心等。用于航空、用于航空、宇航、造船宇航、造船工業(yè)的復(fù)合工業(yè)的復(fù)合材料制件。材料制件。主要用于主要用于橡膠增強(qiáng)橡膠增強(qiáng)，制造輪制造輪胎胎、三角皮帶三角皮帶、同步帶同步帶等等2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（5）材料應(yīng)用 a.目前，“凱夫拉”層壓薄板與鋼、鋁板的復(fù)合裝甲，不僅已廣泛應(yīng)用于坦克、裝甲車，而且用于核動(dòng)力航空母艦及導(dǎo)彈驅(qū)逐艦，使上述兵器的防護(hù)性能及機(jī)動(dòng)性能均大為改觀。 b.“凱夫拉”與碳化硼等陶瓷的復(fù)合材料是制造直升飛機(jī)駕駛艙和駕駛座的理想材料。

11、據(jù)試驗(yàn)，它抵御穿甲子彈的能力比玻璃鋼和鋼裝甲好得多。 c.為了提高戰(zhàn)場(chǎng)人員的生存能力，人們對(duì)避彈衣的研制越來(lái)越重視?！皠P夫拉”材料還是制造避彈衣的理想材料。據(jù)報(bào)道，用“凱夫拉”材料代替尼龍和玻璃纖維，在同樣情況下，其防護(hù)能力至少可增加一倍，并且有很好的柔韌性，穿著舒適。用這種材料制作的防彈衣只有23公斤重，穿著行動(dòng)方便，所以已被許多國(guó)家的警察和士兵采用 。2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（5）材料應(yīng)用 2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（5）材料應(yīng)用（軍品） 防護(hù)頭盔防彈背心2.Kevlar材料（重點(diǎn)）材料（重點(diǎn)）（5）材料應(yīng)（民品)Kevlar和和碳纖維碳纖維的性能比較的性能比

12、較 ? 芳綸纖維全稱為“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺”,英文為Aramid fiber(杜邦公司的商品名為Kevlar)，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強(qiáng)度是鋼絲的 56倍 ，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳