碳纤维的性能优越,不仅重量轻、比强度大、模数高,而且耐热
性高以及化学稳定性佳。其制品具有相当优良的 X 射线穿透性,阻
止中子穿透性,还具有良好的导电性和导热性(表 2.1)。目前商业化
生产制作碳纤维的多由嫘萦(Rayon)、聚丙烯腈、沥青为碳纤维之三
大母材(Precursor)
PAN 系碳纤维在制造过程中,热处理温度(碳化或石墨化)将影
响碳纤维之强度及弹性,热处理之温度越高,则可以得到
较高的强度弹性,但抗拉强度则在 1500 ℃时才得到最高的强度,而
随着热处理温度越高而强度降低
沥青基碳纤维
以沥青做为与成形体生产出来的碳纤维是第三代的碳纤维,用来
做为沥青之生料可谓相当丰富且便宜,他们是石油及煤化学工业及某
些纯芳香族碳氢化合物之副产品。通常沥青是等方向性(Isotropic),
这种等方向沥青在抽丝时,分子排列混乱,没有方向性,因此制造出
来之碳纤维的强度和弹性均很低。若将沥青在 450℃左右
高温处理,则沥青分子之间互相排列连结成为液晶状,称之为中间相
沥青(Mesophase Pitch)或液晶沥青(Liquid Crystal)。液
晶沥青具有优势的顺向排列(Prefered orientation),呈现
光学性异方
向性结构,在抽丝时,这些以排列整齐的分子链又延着纤维轴排列