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碳纤维毡与石墨毡是常用的高温材料,它们有着共同的用途,但也存在着很多相差之处。下面详细的分析二者的区别:
一、性质
1、碳纤维毡是以二烯、芳香、烃类为原料,经过施加电位聚合、非晶结构,使其有立体网络状结构,产生软硬度、高温耐受性和强度等性能的高分子材料,可耐受温度高达1400℃。
2、石墨毡是石墨烯为主材料,加入高硫化钙等,将石墨烯加工成平板状的材料,具有优良的耐热性能,可耐受温度高达2000℃。
二、用途
1、碳纤维毡通常用于飞机、航天器的绝热及火力发射设备的热保护,以及超级电容器等高技术方面的装备。
2、石墨毡通常用于高温工况,如汽轮机热交换器及一般的工业烘干机,并用于电子和汽车领域的热量正常发放。
三、特殊功能
1、碳纤维毡具有抗渣、耐腐蚀、隔热、抗热震性好、介电性能、热声隔绝性能及抗拉强度等特性,因而在飞行器热隔绝和绝热层非常实用。
2、石墨毡具备营养质、厚度均匀性好、耐损性强的特点,使其几乎可以适用于所有高温行业,具有良好的热阻、热导、耐腐蚀、抗渣性及耐损性。
四、成本
1、碳纤维毡的生产工艺较为复杂,而石墨毡的生产工艺较为简单,改性更为方便;
2、由于碳纤维毡需要精细的构造,据类型不同,碳纤维毡的成本会差不多比石墨毡贵几倍;
3、碳纤维毡的价格要比石墨毡高,除了优质碳纤维毡价格会非常高,一般的碳纤维毡价格也会比普通的石墨毡略高一些。
综上所述,碳纤维毡与石墨毡有同样的用途,在高温下都可以发挥很好的绝热性能,但从性质、用途、特殊功能、成本等方面来看,它们之间还是有很大的区别的。如果要选择最适合的一种热隔绝材料,就得在性能和费用之间取得平衡。
碳纤维毡与石墨毡的区别
一、物理性能方面
1、碳纤维毡与石墨毡密度对比
碳纤维毡的密度为0.25-0.7g/cm3,比石墨毡轻,其密度为2.2g/cm3。
2、碳纤维毡与石墨毡强度比较
碳纤维毡的强度比石墨毡的高,其抗拉强度可高达3000MPa,而尤其注意的是,其抗压强度可达到900MPa,抗弯性能更是出众。
3、不同的力学性能
它们在热膨胀系数、吸收系数、热传导系数、热扩散系数、电导系数、元素を含有量等物理力学性能上也有很大的差异。如碳纤维毡的热膨胀系数为0.5 x 10-6/℃,石墨毡为4.8 x 10-6/℃;其吸收系数为0.12-0.2%,而石墨毡为1.0-2.0%;它们的热传导系数也有很大差异,如碳纤维毡为5.6-15.2 W/m-K,而石墨毡为16.1-30 W/m-K;它们的热扩散系数分别是9.3-17 W/m-K和5.9-7.5 W/m-K;其电导系数也有很大差异,如碳纤维毡的电导系数可达到5.7×10^-8 S/m,而石墨毡只有4.0×10^-12 S/m;它们的元素を含有量也有很大差异,如碳纤维毡的碳元素含有量可达到94-99%,而石墨毡的碳元素含有量只有35-90分之一。
二、使用性能
1、耐热性
随着碳纤维毡和石墨毡的使用温度越高,其导电能力也越大,即使在高温下也能耐久使用,但石墨毡的耐热温度低于碳纤维毡,其耐热温度只有800-900℃,而碳纤维毡的耐热温度高达1600-1700℃。
2、阻燃性
碳纤维毡和石墨毡在接触火源或高温热气时都不会燃烧,但其阻燃性比石墨毡要高,碳纤维毡还可以防止高温热量传播。
3、抗湿性
由于碳纤维毡的分子结构更细,所以其抗湿性更好。而石墨毡基布的抗湿性也很高,即使在湿度较高的环境中,也可以使用,但其耐潮解性比碳纤维毡要差。
4、耐腐蚀性
碳纤维毡和石墨毡都具有良好的耐腐蚀性,而碳纤维毡耐腐蚀性更佳。
5、保温性
碳纤维毡和石墨毡都具有较高的保温性和抗水性,但石墨毡的保温性比碳纤维毡好得多,而且碳纤维毡具有较高的保温形状稳定性,使得其在各种热需求中能够更好地发挥作用。
三、可再生能力
1、碳纤维毡的可再生能力
碳纤维毡可再生能力强,当使用寿命到达一定时间后,可通过重新搅拌和熔炼等方法再生,重新制备新毡,从而达到更高的利用率。
2、石墨毡可再生能力
石墨毡的可再生能力特别弱,当使用寿命到达一定时间后,不能恢复原状,必须被替代或者销毁使用。
四、价格比较
碳纤维毡与石墨