一、石墨(mo)板的(de)发展概(gai)况(kuang)石墨板就(jiu)是(shi)纤(xian)维状的炭。但(dan)是，元素碳(tan)即(ji)使(shi)加热到3000℃也(ye)不会(hui)熔(rong)化(hua)，不可(ke)能把(ba)元素碳熔化为液(ye)体(ti)后(hou)再(zai)抽成丝(si)，因(yin)此石墨板不(bu)是从煤、焦炭(tan)等(deng)原(yuan)料制成的，而是用许多(duo)含(han)炭量(liang)高(gao)的人(ren)造(zao)纤维或合(he)成纤维在特定(ding)的工艺(yi)条件(jian)下炭化而得到(dao)的。早(zao)在十九(jiu)世纪的八十(shi)年代，就已(yi)发(fa)明用(yong)天(tian)然(ran)纤维在高温下炭化而得到石墨板(既(ji)耐高温又能(neng)导电(dian))，曾(ceng)使用于当(dang)时白(bai)炽灯(deng)泡中的灯丝。二(er)十世(shi)纪(ji)的五十年(nian)代(dai)发明(ming)了(le)用粘(zhan)胶(jiao)丝(如铜(tong)氨人造丝，醋(cu)酸(suan)人造丝)及聚丙烯(xi)腈长丝(一种(zhong)用丙烯腈(jing)为原料(liao)，在(zai)引发剂(ji)作(zuo)用下聚合后抽(chou)成的长(zhang)丝)炭化后生(sheng)产的石墨板，并供应(ying)于市场(chang)。初(chu)期(qi)生产(chan)的石墨板性能不高，其抗拉强度(du)只有3500公(gong)斤(jin)/厘(li)米(mi)2左右(you)，弹(dan)性模(mo)量只有0.28~0.63 x106公(gong)斤(jin)/厘(li)米(mi)2左右(you)。因此(ci)，它(ta)只能用作耐高温的保温材(cai)料或耐腐蚀(shi)的过滤材料，也有一些作为(wei)机械(xie)工业上(shang)的密(mi)封(feng)材料及(ji)吸(xi)收(shou)电波(bo)的材料。近年来(lai)航(hang)空(kong)工(gong)业及宇航技(ji)术(shu)飞速发展(zhan)，需(xu)要具(ju)有如下特性的一种结(jie)构材料：它非(fei)常坚(jian)硬又(you)很轻,抗(kang)拉(la)强(qiang)度很(hen)高，热膨(peng)胀(zhang)系数(shu)很小，熔点(dian)很高而耐(nai)腐(fu)蚀性(xing)能良好。在选(xuan)择使用各(ge)种结构材料时(shi)，受到特(te)别(bie)注意(yi)的是材料的抗拉强度和弹性模量，因此西宁石墨板及其(qi)复(fu)合材料得到了重视。在六(liu)十年代，许(xu)多国(guo)对石墨板的生产工艺及原料选择进(jin)行(xing)了大(da)量的研究工作，特别是1964年英国用聚(ju)丙(bing)烯腈长丝为原料,采(cai)取(qu)在2000℃左(zuo)右低温预氧(yang)化同时加(jia)张(zhang)力(li)的方法(fa)，初次(ci)制(zhi)出了抗拉强度为21000公斤/厘米2的高强度、高模量石墨板，并(bing)由(you)间断(duan)屯产过(guo)渡(du)到连(lian)续生产(连续(xu)预氧化及炭化)，使石墨板的产量及质(zhi)量跃进了一大步(bu)。作为一种发展中的新(xin)材料,石墨板越来越(yue)显(xian)示(shi)其重(zhong)要(yao)性，表(biao)8-2列(lie)举(ju)了石墨板与其它材料的性能比较(jiao)。由表(biao)8-2可以看到，高模量石墨板在这几种材料中的比(bi)弹性模量较高，而高强度石墨板则(ze)是这(zhe)几种材料中(zhong)的比抗拉强度较高的，S-玻(bo)璃(li)纤维(wei)虽(sui)然抗拉强度较高但弹性模量较小，只(zhi)有硼纤维可以(yi)与石墨板媲(pi)美(mei)，但硼纤维是以钨(wu)丝作芯(xin)材，硼(peng)沉(chen)积(ji)在钨丝上，因此成(cheng)本(ben)昂贵(gui)。

二、碳纤维结构(gou)石墨板的结构当然与原料纤维有很人的区別(bie)。经(jing)过高温炭化得(de)到的石墨板几(ji)乎(hu)由纯(chun)碳组成，并且(qie)是由二维有(you)序的乱(luan)层石墨微(wei)晶所(suo)组成的多晶(jing)体。它与完(wan)整(zheng)的石墨晶体有两(liang)个(ge)重要的差(cha)别：1.石墨晶格(ge)中相(xiang)邻(lin)层(ceng)间(jian)距为3.354A,而(er)构成石墨板的微晶石墨其晶格中的层间距稍(shao)大，为3.42A。2.在石墨晶格中，各层之(zhi)间都(dou)有一定的空间相对位(wei)置(如呈ABAB结构或(huo)A-BCABC结构)。但是，在石墨板的微晶中，层与(yu)层之间相对(dui)位置不规则，即缺(que)乏三(san)维有序(xu)性，所以称为乱层石墨结构。具有乱层石墨结构的石墨板微品(pin)厚(hou)度及长度随(sui)炭化工艺条件的不同而异(yi)。例如(ru)，La为10~100A,相当于3~30层片，La通常(chang)为20~60A,也行长达(da)250A的。微晶再集合成一定长的单元，称为小纤维,这是组(zu)成石墨板的二级(ji)单元，小纤维聚集(ji)成石墨板。

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