碳纤维

摘要： 碳纤维具有比表面积大、导电性好、化学稳定性好等特点,是制作超级电容器电极材料的良好原材料。本文对近年来国内外应用于超级电容器电极材料的碳纤维表面处理技术进行了汇总,比较了电化学法、化学合成法、物理涂覆法三种直接在碳纤维表面进行处理方法的优缺点,并介绍了对碳纤维处理后再次碳化和对碳纤维进行杂原子掺杂两种对前驱体进行处理从而进行表面改性的方法。本文将为设计和制造不同用途的碳纤维超级电容器复合材料提供有价值的指导。

摘要： 碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异的性能,在工业生产中具有广泛的应用。传统的海洋结构与装备材料以钢材为主,但是随着海洋油气资源向深水的发展,以及清洁海洋能源的开发,碳纤维在海洋结构与装备中的应用也占据了一席之地。本文主要介绍了碳纤维在海洋管缆、系泊系统、耐压结构、风机叶片、储氢罐以及结构修复中的应用及相关的一些研究。碳纤维代替钢材可满足海洋结构与装备轻质、高强的需求,但也面临一些挑战,如碳纤维与金属材料的连接强度、碳纤维在复杂海洋环境下的耐久性等。相信未来随着海洋资源的开发以及材料、生产等工艺的发展,碳纤维材料在海洋结构与装备中将大有作为。

摘要： 高性能非金属复合材料有着优异的理化性能,相较于传统的金属材料,有着更低的密度,更高的强度,更强的耐腐蚀性,在航天制造领域有着广泛的应用,有力助推了航天制造领域的发展。本研究主要介绍了树脂基复合材料与陶瓷基复合材料,并深入探讨了碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维的特点,分析了陶瓷基复合材料的优点与局限性,并提出了陶瓷基复合材料的有关改进技术,进而展望了非金属材料在航天制造领域中的应用与发展。

摘要： 采用X-ray衍射、热重分析、傅里叶红外光谱和扫描电镜等测试手段研究粘胶纤维在低温热处理和碳化阶段的结构演变,分析了粘胶纤维在各个不同温度处理阶段的晶态结构、热失重行为、分子结构和表面形貌的变化规律。研究结果表明:粘胶纤维经过不同温度热处理后,晶区经历了增长、破坏及碳网平面形成;纤维在升温过程中发生了四段不同的热裂解过程,最终形成了类石墨组织结构;同时纤维表面缺陷随着温度的升高先增大后逐渐减少,但表面仍有缺陷存在。

摘要： 以开孔和未开孔环氧树脂/碳纤维复合材料层合板为研究对象,开展了不同温度(2,23,70°C)、水浸/干燥环境下层合板的加速老化试验,利用三维轮廓仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示量热扫描仪等对层合板的老化性能进行分析。结果表明,开孔会使得层合板的吸湿率减少,温度越高,层合板的吸湿率越大;层合板吸湿后会发生溶胀,且温度会加剧纤维-树脂脱粘、开裂,老化环境对层合板的断面形貌具有很强的敏感性;老化环境并未明显改变层合板的化学结构,老化环境对层合板的玻璃化转变温度;。

摘要： 目的构建碳纤维/磁性纳米颗粒/高分子共轴纤维复合支架,研究支架的微观形貌及理化性质,初步评价支架对成纤维细胞生长的作用。方法采用共轴静电纺丝技术制备纤维薄膜,芯层为聚乳酸,壳层为明胶,各层均含有Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,在薄膜层中间加入碳纤维,得到复合支架。通过扫描电子显微镜观察电纺丝纤维及碳纤维的微观结构,使用四探针测试仪、震荡样品磁强计、电子万能试验机和差示扫描量热仪检测支架的电导率、磁滞回线、弹性模量和热行为。用激光共聚焦显微镜观察成纤维细胞形貌,利用细胞增殖-毒性检测试剂盒评价细胞活性。结果电纺丝纤维呈无规缠结状态,碳纤维均匀散布在电纺丝薄膜上。Fe_(3)O_(4)纳米颗粒和碳纤维的加入均提高了复合纤维薄膜的电传导性和弹性模量,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒还赋予复合薄膜以超顺磁响应性。细胞在支架上能正常生长,与对照组相比,复合支架上细胞的骨架蛋白F-actin表达水平显著升高,且骨架纤维更具张力。结论复合支架获得了超顺磁响应性和导电性,并可显著促进成纤维细胞的生长。

摘要： 肯纳金属推出了新一代3D打印定子孔刀具,用于加工电动汽车的铝制发动机外壳。该刀具的最新版本采用了新设计的旋悬臂结构,用碳纤维制成更大的中心管,重量比原始设计减轻了20%以上。这种复杂的刀具能够在一次操作切削中加工三个大直径,为汽车零部件制造商节省了安装调整时间和加工时间,并提供了最高的精度和表面质量。

摘要： 为了利用废弃的高密度聚乙烯,通过熔融注塑工艺制备不同表面处理的碳纤维(CF)增强再生高密度聚乙烯(RHDPE)复合材料,并借助扫描电子显微镜、能谱分析仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和万能材料试验机对材料表面形貌、表面化学元素、热学性能和拉伸性能等进行表征。结果表明:浓硝酸会在CF表面产生明显的氧化刻蚀,并使CF表面氧元素质量分数较浓硝酸处理前增加225.15%,CF与RHDPE间的界面黏附性能提高;CF的引入对复合材料的结晶温度和熔融温度影响较小,但结晶度提高23.99%,且热稳定性能得到改善;当CF质量分数为30%时,RHDPE/脱胶CF复合材料的拉伸断裂强度较纯RHDPE材料提高了37.61%、拉伸断裂伸长率下降了43.53%,经过浓硝酸、硅烷偶联剂和TiO_(2)处理的CF增强复合材料的拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率较RHDPE/脱胶CF复合材料均得到了不同程度的提高。

摘要： 汽车轻量化是全球面临的共同问题,采用更具成本优势的大丝束碳纤维(CF)增强复合材料是实现汽车轻量化结构化的重要途径。然而,大丝束碳纤维在液体成型时,单束过多的纤维丝易导致纤维束内微观浸润困难,易产生干斑、气泡等缺陷。同时,传统的汽车电泳烘干工艺对复合材料的高温性能提出了挑战。鉴于此,本文采用0°/90°双轴向缝编大丝束碳纤布和耐高温环氧树脂(EP),开展了纤维渗透率测试和汽车地板真空辅助树脂传递成型(VARTM)模拟优化研究,设计、制造了成型模具,成功试制出汽车地板样件,超景深显微镜观测显示纤维束内和层间浸润良好,无明显缺陷。高温在线拉伸和应变测试显示,温度对材料拉伸模量影响显著而对强度影响不大,180°C高温下应变恢复能力良好,表明该材料在高温下仍具备较好的强度和抗蠕变性能,该结果对指导复合材料能否通过传统汽车的电泳烘干工艺具有重要意义。

摘要： 碳纤维具有高强度、高硬度、高模量、耐高温、耐磨损等优点,且具有导电性能,在热防护技术、冲击定位技术、制孔技术等专业领域具有广泛应用。同时,由于碳纤维的性能特点,在干扰材料和含能材料中也开展了很多研究。文中介绍了碳纤维在红外、雷达、烟幕等干扰材料和发射药、推进剂、炸药等含能材料中的应用研究成果,为碳纤维及其复合材料在干扰材料和含能材料中深入的研究提供参考。

摘要： FeS/碳纤维用作催化剂活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素.研究了FeS/碳纤维投加量、PMS投加量、四环素初始浓度、pH等实验参数对四环素降解的影响.在最佳条件下:即FeS/碳纤维投加量为500mg/L、PMS投加量为0.8mM、初始四环素浓度500mg/L,四环素能够达到1分钟降解65％.FeS/碳纤维对四环素的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,且饱和吸附量为82.97mg/g.通过自由基捕获实验来探究降解机理,得出结论:1O2在降解过程起主导作用,并且其贡献大于SO4·-和·OH.另外,FeS/碳纤维表现出良好的稳定性和循环再生性,说明FeS/碳纤维是一种可用于四环素降解的高效且环保的材料.

摘要： 为解决桥梁缆索在运营期间因拉索PE保护层硬化开裂和破而造成的断丝或断索等问题,提出了一种采用轻质的碳纤维材质制成的机器人拉索爬升的检测方法.通过爬索机器人搭载的视频检测装置、漏磁检测装置、索力检测等组件,能够快速检测缆索的外观、内部锈蚀断丝以及拉索索力,并据此制定整治方案,经在多座桥梁检测工程应用中证实该检测方法行之有效.

摘要： 陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐磨、耐腐蚀等优良特性,具有广泛的应用前景.基于陶瓷浆料挤出的自由挤出成型工艺是复杂陶瓷制件成型的重要发展方向.同时,对陶瓷材料的增强改性亦是目前研究的热点问题.选用短切碳纤维作为增强相改性陶瓷浆料,通过自由挤出成型工艺成型陶瓷构件.使用长度为0.3mm的短切碳纤维作为增强相制备混合浆料.通过陶瓷浆料3D打印机打印成型坯体,坯体成型后用热风辐射干燥.充分干燥后的坯件经过烧结,得到致密度较高的陶瓷制件.通过压缩试验对制得的试验件进行性能研究.分析得到,随着纤维含量的增加,试验件断裂韧性有所提升.制得的碳纤维含量为5wt.％的试验件表现出更好的断裂韧性性能.

摘要： 利用激光拉曼光谱的方法,研究了国产PAN基碳纤维CCF300在石墨化过程中碳化学结构的变化规律.通过对散射谱图进行分峰分析,根据不同振动峰的归属,提出了sp2结构转化度α,即IG/IG+IC这一表征纤维由碳纤维向石墨材料转变进程的结构参数.结果表明:随着处理温度的不断升高,纤维中的无序碳结构逐渐减少,在1700°C之前sp3杂化向sp2杂化结构转变的速率较快;在1700C之后,转变速率明显变慢,逐步形成了最终石墨纤维的规整六元环结构基础.

摘要： 本文首先介绍了全球风电发展现状，指出碳纤维在叶片中的应用优势及现状，对碳纤维在风电行业中的应用进行了展望。

摘要： 碳纤维复合材料广泛应用于工民建、桥梁等工程的补强加固，某大坝支墩混凝土裂缝补强加固的工程实践，取得了良好的效果，为处理类似缺陷的工程提供了有益的经验。

摘要： 采用不同的改性剂对碳纤维进行改性处理,制备了含碳纤维增强材料的SLS覆膜砂试样.通过对试样进行力学测试与SEM形貌分析,研究了碳纤维改性与含量对SLS覆膜砂铸型抗拉和抗弯强度的影响.结果表明,经过浓硝酸与硅烷偶联剂KH550共同改性处理的碳纤维对SLS覆膜砂铸型的强化效果最佳,并随着改性碳纤维含量的增加,铸型强度先增大后减小.当含量为3％时,SLS覆膜砂铸型后固化抗拉强度与抗弯强度均达到最大值6.385MPa、8.011MPa,比添加未改性碳纤维的铸型分别提升了46.18％、33.92％,较未添加碳纤维的铸型也分别提高了23.18％、31.46％.

摘要： 以T700碳纤维三维针刺整体毡为预制体,利用高压液相浸渍-碳化周期循环致密工艺制备三维针刺中间相沥青基C/C复合材料.用XRD、SEM及力学性能测试研究了三维针刺C/C复合材料的微观结构与弯曲断裂机制.结果表明:随着浸渍-碳化次数的增加,三维针刺C/C复合材料的密度、抗弯强度和杨氏模量逐渐增大,石墨化处理使三维针刺C/C复合材料的石墨层间距减小,石墨化度提高.经2800°C石墨化处理后,三维针刺C/C复合材料中纤维与基体间界面结合减弱,复合材料的抗弯强度减小并表现出韧性断裂特征.

摘要： 轻质的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)为液氧推进剂贮箱材料能有效降低运载火箭发射成本.CFRP作为液氧贮箱的优选材料,需要对其树脂基体的液氧相容性进行检测.本文从液氧相容性理论入手,以氧气气氛下的TGA失重5％的温度值作为树脂体系的抗热氧老化性能的筛选指标,同时兼顾树脂体系的抗热震性能,通过资料以及实验对比选定了以环氧(E51)、聚氰酸脂(CE)、苯并噁嗪(BOZ)为主体的碳纤维复合材料的树脂基体.通过DSC分析,计算了化反应自由能与级数,实验表明三元共聚过程有明显的自催化现象.结合DSC分析和TGA测试结果确定了改性环氧树脂的固化制度.利用红外光谱分析揭示了改性环氧树脂反应机理,首先CE自聚开环与BOZ部分开环,然后环氧基团对三嗪环插入,同时伴随CE与BOZ的部分反应,最后环氧基与BOZ开环后形成酚羟基的反应,形成复杂的分子网络结构.最后测试了改性环氧树脂的液氧相容性,经CE改性的环氧树脂的液氧敏感系数仅为2％.

摘要： 采用碳纤维(CFRP)对钢筋混凝土梁进行加固是当今非常流行的方法,其加固效果往往较好.目前对CFRP加固梁的研究大多集中在矩形截面梁,而对T形截面梁的研究较少;对受弯情况下的研究较多,而对弯扭复合作用下的研究较少.采用有限元分析的方法研究了CFRP布加固弯扭复合作用下钢筋混凝土T形梁的受力性能,分析了CFRP布粘贴层数、粘贴长度和粘贴方式对受力性能的影响.研究表明,采用CFRP布可以显著提高T形梁的受力性能;梁的极限承载力和刚度随着CFRP布底部粘贴长度的增大而提高;底部CFRP布粘贴层数越多,梁的极限承载力和刚度越大,其增大幅度与粘贴长度相关;当底部粘贴长度较大时,结合两侧面粘贴的方式可以进一步提高加固梁的极限承载力.

摘要： 本发明提供含有从羟基苯甲酸酯(化合物A)、环己烷二羧酸酯(化合物B、C)、环己烷二甲醇酯或环己二醇酯(化合物D、E)、以及异佛尔酮二异氰酸酯脂肪族醇加成物(化合物F)组成的组中选择的1种以上的化合物的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂、含有该碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物、该碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物在水中分散的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂处理液、附着有前述碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂或碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物的碳纤维前体丙烯腈系纤维束、使用前述碳纤维前体丙烯腈系纤维束的碳纤维束的制造方法。

摘要： 本发明提供一种涂上浆剂碳纤维，其是在碳纤维上涂布有上浆剂而形成的，所述碳纤维中，氧相对于全部元素而言的组成比为4％以上的层以10nm以上的厚度存在于碳纤维表面，所述上浆剂中，相对于上浆剂总量而言，包含总计80质量％以上的(A)～(C)，其中，在丙酮溶剂中对涂上浆剂碳纤维实施3次10分钟的超声波处理时，相对于100质量份的涂上浆剂碳纤维，残存的上浆剂为0.1质量份以上、0.25质量份以下。(A)选自由聚酰亚胺、聚醚酰亚胺及聚砜组成的组中的至少1种，(B)在1分子内具有末端不饱和基团和极性基团的化合物，(C)环氧当量为250g/eq以下、且在1分子内具有2个以上环氧基的聚醚型脂肪族环氧化合物及/或多元醇型脂肪族环氧化合物。

摘要： 本发明提供可赋予碳纤维优异的树脂含浸性和与树脂的粘结性的上浆剂，进而提供具有稳定的工序通过性的乳化稳定性优异，且附着上浆剂的碳纤维的经时变化少的碳纤维用上浆剂。该碳纤维用上浆剂含有，(A)分子中至少具有一个环氧基的化合物，(B)具有以铵离子作为对离子的阴离子型表面活性剂，(C)非离子型表面活性剂，相对于(B)阴离子型表面活性剂，(C)非离子型表面活性剂含有1/50～1/2(质量比)。

摘要： 本发明提供含有以下成分(A)和成分(B)，或成分(A’)、成分(B’)和成分(D)的碳纤维用上浆剂。成分(A)：分子中含有1个或其以上环氧基，表面能为17～34m J/m2的环氧化合物、成分(B)：分子中含有1个或其以上环氧基，表面能为35m J/m2或其以上的环氧化合物；成分(A’)：分子中含有2个或其以上环氧基，表面能为17～34m J/m2的环氧化合物；成分(B’)：分子中含有2个或其以上环氧基，表面能为35m J/m2或其以上的环氧化合物；以及成分(D)：以铵离子作为对离子，以烯化氧加成量为10摩尔或其以下的芳氧基作为疏水基的阴离子表面活性剂。

摘要： 本发明提供含有从羟基苯甲酸酯(化合物A)、环己烷二羧酸酯(化合物B、C)、环己烷二甲醇酯或环己二醇酯(化合物D、E)、以及异佛尔酮二异氰酸酯脂肪族醇加成物(化合物F)组成的组中选择的1种以上的化合物的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂、含有该碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物、该碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物在水中分散的碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂处理液、附着有前述碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂或碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂组合物的碳纤维前体丙烯腈系纤维束、使用前述碳纤维前体丙烯腈系纤维束的碳纤维束的制造方法。

摘要： 本发明提供一种即使不在800°C以上对碳纤维强化树脂进行加热也可保持包含于碳纤维强化树脂中时的形态来回收碳纤维基材，并可减小所回收的碳纤维基材中的树脂残渣含量的偏差的再生碳纤维的制造方法，以及提供该制造方法中可使用的再生碳纤维束的制造装置及可有效利用再生碳纤维的碳纤维强化树脂的制造方法。一种再生碳纤维束的制造方法，其为从包含多个碳纤维基材及基质树脂的碳纤维强化树脂(100)中，以再生碳纤维束的形式得到所述碳纤维基材的方法，该方法包括：通过对所述碳纤维强化树脂(100)进行加热，使所述基质树脂发生热分解而得到加热处理物(102)，通过对所述加热处理物(102)进行解碎而分离所述多个碳纤维基材。

摘要： 本发明提供碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂以及附着有上述碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂的碳纤维前体丙烯腈系纤维束。该碳纤维前体丙烯腈系纤维用油剂包含下述式(1a)所表示的羟基苯甲酸酯(A)；下述式(3e)所表示的氨基改性有机硅(H)；和与上述羟基苯甲酸酯(A)相容，空气气氛下的热重分析中300°C时的残留质量率R1为70质量％以上且100质量％以下，并且100°C时为液体的有机化合物(X)。

摘要： 本发明的目的在于提供耐热性优异、粗径化时机械强度和加工性也优异、燃烧时不会产生有害的分解气体的不熔融化聚苯醚纤维；将所述不熔融化聚苯醚纤维等碳化的碳纤维；对所述不熔融化聚苯醚纤维等赋活的活性碳纤维；含有所述不熔融化聚苯醚纤维的不熔融化聚苯醚成形体；将所述不熔融化聚苯醚成形体等进行碳化的碳纤维成形体；对所述不熔融化聚苯醚成形体等赋活的活性碳纤维成形体及其制造方法。本发明的不熔融化聚苯醚纤维通过红外分光法测定时，来自C＝O伸缩振动的波数1694cm‑1的吸光度高度A与来自苯环的碳和碳之间的伸缩导致的骨架振动的波数1600cm‑1的吸光度高度B的吸光度高度比(A/B)为0.25以上，且来自C＝O伸缩振动的波数1661cm‑1的吸光度高度C与来自苯环的碳和碳之间的伸缩导致的骨架振动的波数1600cm‑1的吸光度高度B的吸光度高度比(C/B)为0.75以下。

摘要： 本发明所要解决的课题在于，在碳纤维前体用处理剂中，适当地提高碳纤维前体的耐火处理工序中的纤维彼此的熔接抑制效果、以及耐热性。碳纤维前体用处理剂的特征在于，其含有平滑剂，上述平滑剂含有特定的含硫二酯化合物和特定的含硫单酯化合物。

摘要： 本发明提供一种涂上浆剂碳纤维，其是在碳纤维上涂布有上浆剂而形成的，所述碳纤维中，氧相对于全部元素而言的组成比为4％以上的层以10nm以上的厚度存在于碳纤维表面，所述上浆剂中，相对于上浆剂总量而言，包含总计80质量％以上的(A)～(C)，其中，在丙酮溶剂中对涂上浆剂碳纤维实施3次10分钟的超声波处理时，相对于100质量份的涂上浆剂碳纤维，残存的上浆剂为0.1质量份以上、0.25质量份以下。(A)选自由聚酰亚胺、聚醚酰亚胺及聚砜组成的组中的至少1种，(B)在1分子内具有末端不饱和基团和极性基团的化合物，(C)环氧当量为250g/eq以下、且在1分子内具有2个以上环氧基的聚醚型脂肪族环氧化合物及/或多元醇型脂肪族环氧化合物。