碳纤维棉的热性能以及碳纤维棉的电性能

2019-12-03 16:54:12 69


碳纤维棉具有高强、高模、耐高温、耐疲劳、导电、导热等特性,除少量纤维以碳元素形态存在,大多制成先进的复合材料广泛应用于土木建筑、航空航天、体育用品和交通运输领域等。

 

一、碳纤维棉的热性能

1。热导率:

  碳纤维棉主要是靠格波传热。格波是量子化的,其量子叫做声子(Phone);热导率的大小与声子的平均自由行程有关,而平均自由行程与石墨层面La相关。实验表明,La愈大,热导率λ也愈大。对于PAN基碳纤维棉T300,热导率约为615W/m·k,T800为26W/m·k,M40为85W/m·k;对于中间相沥青基碳纤维棉P2120,热导率约是铜(398W/mk)的116倍,是铝(237W/m·k)的217倍。

  热导率具有方向性平行于纤维方向:16。74W/(m·K);垂直于纤维方向:0。837W/(m·K)

  温度升高,热导率下降。

2.热膨胀系数:

  CF的热膨胀系数具有各向异性的特点:平行于纤维方向为负值;垂直于纤维方向为正值。

3.热辐射:

  碳纤维棉通电后电热效率的能量平衡如下:

  式中,W:电功率;TS:束丝表面温度;D:束丝直径;;TA:周围环境温度;L:束丝长度;H:对流传热系数;σ:斯蒂芬-玻尔兹曼常数(56.7nW/m2·K4)。

  在高温区,以辐射传热为主,上式可简化为:。

  如果环境温度TA、束丝直径D和束丝长度L为一定值时,则上式可写为:。

  辐射功率密度Wb与束丝表面温度T(Ts)成四次方关系。这就是的斯蒂芬-玻耳兹曼四次方定律。辐射波长λmax与温度T有以下关系,即

  λmax·T=2897

  这就是的维恩-葛利琴位移定律。温度愈高,热辐射波长愈短。热辐射能的载体仍是电磁波,波长为018~40μm范围内的红外区;其中,90%的热辐射波长在215~13μm范围内,电热转换效率在90%以上,节能效果十分显著。


碳纤维棉的热性能以及碳纤维棉的电性能

二、碳纤维棉的电性能

1.电阻率:碳纤维棉的电阻率Sb可用下式计算:

  其中:Sb:碳纤维棉的体电阻率(Ω·cm)

  Rb:试样长L的电阻(Ω);

  L:测电阻时的试样长度(cm)

  t:试样的纤度(tex)

  ρ:试样的体密度(g/cm3)

  碳纤维棉的体电阻率Sb除与测试长度L及其电阻有关外,还与纤度和体密度有关。PAN基碳纤维棉电阻率与K数、测试长度的关系。碳纤维棉T300的K数与纤度的关系。所以,根据设计要求,可选择不同类型、不同K数和不同长度的碳纤维作为电热源,满足不同需求。


淘宝彩票 吉祥棋牌 淘宝彩票 波克棋牌官网 波克棋牌 吉祥棋牌 五福彩票 淘宝彩票 波克棋牌 五福彩票