Celazole® U-60 CF：25% 碳纤维增强 PBI 材料的性能解析

一、机械性能

• 抗张强度：
  • 32 kpsi（英制）≈ 220 MPa（公制），展现出高强度承载能力。
• 抗张模量：
  • 1740 kpsi（英制）≈ 12000 MPa（公制），材料刚性优异，不易变形。
• 断裂伸长率：
  • 2.5%，在高强度材料中仍保留一定韧性。
• 弯曲强度（屈服）：
  • 42 kpsi（英制）≈ 290 MPa（公制），抗弯曲能力突出，适合承受交变载荷的结构件。
• 弯曲模量：
  • 1885 kpsi（英制）≈ 13000 MPa（公制），进一步强化结构稳定性。
• 抗压强度：
  • 65 kpsi（英制）≈ 450 MPa（公制），可承受高压环境下的负载。
• 压缩模量：
  • 1595 kpsi（英制）≈ 11000 MPa（公制），压缩形变极小。
• 悬臂梁冲击强度（缺口 1/8”）：
  • 0.6 ft?lb/in（英制）≈ 0.32 J/cm（公制），具备一定抗冲击能力。
• 硬度（邵氏 D）：
  • 98，表面硬度极高，耐磨性能优异。

二、热性能

• 玻璃化转变温度（Tg）：
  • 800°F（英制）≈ 427°C（公制），高温下保持结构稳定性，远超多数工程塑料。
• 线性热膨胀系数（CTE）：
  • 75-300°F（25-150°C）：6.7×10?? in/in?°F（英制）≈ 12 μm/m·°C（公制），热变形小。
  • 390-570°F（200-300°C）：10×10?? in/in?°F（英制）≈ 18 μm/m·°C（公制），高温区间膨胀率可控。

三、电气性能

• 表面电阻率：
  • 101–103 Ω/□，兼具导电性（碳填充特性）与静电耗散能力（ESD），适合半导体等静电敏感场景。

四、其他物理特性

• 比重：
  • 1.42，密度低，比金属更轻便，便于减重设计。
• 碳纤维含量（标称）：
  • 25%，通过碳纤维增强显著提升强度与模量。
• 水解稳定性：
  • 耐高压蒸汽与沸水侵蚀，脱水后可恢复原始性能，适合湿热环境（如阀门组件）。
• 吸湿性：
  • 平衡吸湿率 10–14%，溶剂化过程中可能轻微膨胀或强度下降，但可逆。

五、测试标准

• ASTM 测试方法：
  • 抗张强度：D638 系列；弯曲强度：D790 系列；抗压强度：D695 系列；
  • 冲击强度：D256 系列；硬度：D2240；电阻率：D257 型；比重：D792 系列。

六、典型应用场景

• 航空航天：发动机部件、高温结构件（耐受短期 1400°F/760°C 高温）。
• 半导体制造：静电耗散（ESD）组件、等离子蚀刻设备零件。
• 能源与化工：高压阀门密封件、耐腐蚀轴承、高温管道组件。
• 工业设备：耐磨板、精密机械传动件（如齿轮、轴套）。