炭纤维制品测试方法标准化

一、前言在以往30年里,炭纤维的应用获得了很大发展,这一事实,除了炭纤维及其制品和各应用技术的进步外,还由于炭纤维和有关材料测试方法的进展。本文报告日本在炭纤维及其中间体和复合材料测试方法标准化的简史、现状和今后     

沥青系炭纤维

前言根据大阪工业技术试验所进藤博士1961年开发的聚丙烯腈(PAN)系炭纤维制造方法,日本炭公司制成了PAN系通用级(GP)制品,于1962年应市;日本群马大学大谷杉郎教授1965年开发的沥青系炭纤维制造方法,由吴羽化学工业公司制成了沥青系通用级制品,于1970年上市;炭纤维的开发和工     

粘胶基炭纤维技术经济问题浅析

通过简述粘胶基炭纤维生产技术的发展概况和国内外市场情况,可看出国内外差距越来越大。粘胶基炭纤维具有其它纤维不可替代的优异性能,国内市场严重的供不应求。从技术角度分析其发展的制约因素,原丝质量制约其产品性能,投资比较大、成本较高,生产研究的投入不足制约其发展。同时简单分析了其社会效益,对我国粘胶基炭纤维发展提出了几点建议。     

炭纤维的新形势与新技术

国外的ＰＡＮ基炭纤维生产厂家经过三年来的重新组合，愈加为大公司新垄断，形成五柱鼎立之势，与此相反我国炭纤维仍处于小而阶段，今后以美国为首的汽车用炭纤维压缩天然气罐及大型风力发电机叶片的发展，以及日本为首的炭纤维新型建材的大规模应用，无疑将推动世界炭纤维的发展。本文重点介绍了ＰＡＮ基和沥青基炭纤维在这些领域方面的应用及有关技术，以及各主要公司在新形势下新动向，对我国目前炭纤维发展中存在的问题，提出和     

PAN基炭纤维经济规模分析

聚丙烯腈（Polyacrylonitrile缩写为PAN）基炭纤维市场需求旺盛,但由于我国PAN基炭纤维生产企业规模小、产品性能低,产品占领不了市场,企业效益欠佳。通过经济规模方法的分析,就国内现有技术状况和两个样本生产线,用工程技术法对PAN基炭纤维的经济规模进行分析,为我国炭纤维产业化发展提供参考。分析表明,国内PAN基炭纤维经济规模的起点为200t/a-275t/a。     

日本炭纤维工业的最新进展

本文论述了近三年来日本政府和工业实验室在炭纤维研制方面所取得的成就。从目前已出版的刊物、专利及现实的产品可以看出当今日本炭纤维发展的水平。本文简单讨论了炭纤维的生产、工艺进展及发展前景等问题,目的是寻求新的工艺条件、开发新的炭纤维产品。     

高温渗硼对炭纤维微观结构的影响

选用日本东邦THA-3K型炭纤维经过硼化物溶液浸渍,然后在1900℃-2500℃温度范围内进行了高温热处理,采用X-ray衍射技术测定了渗硼前后炭纤维晶格参数和取向指数的变化,研究了渗硼对炭纤维力学性能和微观结构的影响,结果表明,渗硼显著地提高了炭纤维的模量,而强度并没有降低,同时增加了晶格尺寸,改善了纤维的结构取向。     

复合材料用高性能炭纤维的发展和应用

介绍了材料用炭纤维的发展,包括炭纤维进行了高速发展的新时间,大力发展大丝束炭纤维;Ｔ－７００Ｓ将取代Ｔ－３００成为最主要的炭纤维品种;大幅度降低炭纤维价格,扩大开辟新的应用范围。指出国内炭纤维的问题,提出了我国炭纤维发展的建议。     

炭纤维单丝压缩强度及其测试技术综述

炭纤维单丝的压缩性能远低于其拉伸性能,而且与成熟的拉伸性能测试方法相比,炭纤维单丝压缩性能测试技术发展较缓慢。综述了多种炭纤维单丝压缩性能测试方法,比较了不同方法得到的炭纤维压缩强度以理解和分析不同方法的优缺点。同时从结构-性能关系的角度分析了多种炭纤维单丝压缩断裂机理。     

利用感应加热技术进行炭纤维连续石墨化

采用感应加热技术研制出炭纤维连续高温热处理专用设备石墨化炉，最高使用温度3000℃。对PAN基炭纤维T300进行了连续石墨化处理，热处理温度为2000℃～3000℃，制备出力学性能相当于日本东丽公司M40的石墨纤维，验证了该设备的技术可行性。考察了热处理温度对炭纤维力学性能、密度和直径的影响，用SEM观察了石墨化前后炭纤维表面微观形态的变化。结果表明：随热处理温度的提高，炭纤维的密度增大、直径减小，弹性模量升高，而抗拉强度下降。经3000℃高温热处理后，纤维的弹性模量高达450GPa。     

台湾炭纤维工业的现状和前景

炭纤维一词通常是指含90％以上碳并在工业中应用的纤维。炭纤维生产需要的有机物料应在不变形情况下炭化而成纤维。1959年在日本大阪以丙烯腈为原料,首先研制出炭纤维,另外,在日本以原油蒸馏的残渣为原料也制得了炭纤维。生产方法不同,性质和应用也会受到影响。所用的纤维需高强,无弹性且耐热。通常纤维与树脂和金属复合应用于高尔夫球棒、箭弓、滑雪板,自行车部件、轻舟的龙骨、直升机的旋转叶片和喷汽轮机的压缩叶     

高温热处理对炭纤维性能的影响

炭纤维的表面微观形态对其力学性能有很大影响。选择国产和日本东邦公司的炭纤维,对其进行高温热处理（1800℃－2500℃）,研究了热处理温度对炭纤维力学性能、密度的影响。用SEM观察了热处理前后炭纤维的表面微观形态变化,讨论了表面缺陷产生的原因。     

插层炭纤维与镀铜炭纤维的性能比较

采用混合熔融盐法合成了以炭纤维作宿主,以CuCl2作插层剂的层间化合物,利用X射线衍射技术分析其结构,发现其中石墨微晶尺寸增大.比较研究了插层炭纤维与镀铜炭纤维的表面形貌、热稳定性以及对红外的消光性能.结果表明:插层炭纤维和镀铜炭纤维对8～14μm红外均有较大消光,后者的平均质量消光系数稍大于前者;镀铜炭纤维分解5%时的温度高于插层炭纤维的,二者分别为660.6℃和545℃.     

湿纺和干湿纺炭纤维的表面结构分析

采用SEM、AFM及XPS等测试技术对湿法和干湿法制备的炭纤维的表面形貌、组织结构及化学组成进行了表征,分析材料的微观组织对复合材料界面的影响.研究结果发现,湿法炭纤维表面粗糙度大,沿纤维轴向沟槽深浅不均匀,且走向杂乱,有利于与复合材料中的基体树脂产生物理机械锁合作用,促进界面粘结;湿法炭纤维的表面含氧量和含氮量高于干湿法炭纤维,且表面活性同样高于干湿法炭纤维,有利于与基体树脂发生化学反应,形成较强的界面作用,从而使湿法炭纤维复合材料的层间剪切强度比干湿法炭纤维提高了13.92％.     

沥青基炭纤维(Pitch Based Carbon Fiber)

沥青基炭纤维是以燃料系或合成系沥青原料为前驱体,经调制、成纤、烧成处理而制成的纤维状炭材料.沥青炭纤维在20世纪60年代初由日本学者大谷杉郎首先研制成功,并于1970年由日本吴羽化学工业公司进行工业化生产.此后,由于碳质中间相的发现和"液相炭化"工艺的开发,特别是美国学者Singe等人在70年代用中间相沥青制造高性能连续沥青炭纤维工艺的开发成功,使沥青炭纤维的研究开发进入了一个新的阶段.由美国联合碳化物公司(UCC)制造的以"Thornel-P"为代表的高性能级沥青炭纤维问世,标志着沥青炭纤维工艺趋于成熟,成为继聚丙烯腈基炭纤维之后又一新型炭纤维材料.     

羟基氨基改性硅油阳离子乳液的合成及其在炭纤维原丝油剂中的应用

为制备储存稳定、适合聚丙烯腈基(PAN)炭纤维原丝生产用油剂,利用三步法合成了一种具有自乳化特性的羟基氨基改性硅油(HA-PDMS),并与商业化的环氧改性硅油产品进行复配制备成炭纤维原丝油剂(P-OA)。在PAN生产线上,使用P-OA和日本竹本油剂(J-OA)分别生产上油的PAN原丝P-PAN和J-PAN;对P-PAN和J-PAN进行炭化处理制备相应炭纤维P-CF和J-CF。利用FT-IR和1H-NMR确认HA-PDMS结构;利用激光粒度分析仪、热重分析仪和表面张力仪对P-OA与J-OA进行特性分析;利用摩擦系数仪、毛羽量测试仪、纤维强力仪对上油后的原丝和炭化后的炭纤维进行测试表征和对比分析。结果表明,上油后的P-PAN单丝拉伸强度较J-PAN有所提高;炭化后P-CF较J-CF拉伸强度、拉伸模量均有提高,而毛羽量显著减小。     

日本炭素材料研究现状

炭素界的著名学者、日本炭素学会会长、群马大学教授大谷杉郎先生应邀于1990年9月1日在华东冶金学院讲学。大谷先生从1952年开始就一直从事炭素材料的研究工作,是沥青系炭纤维的发明者。大谷先生这次讲学有两个专题:一、日本炭素材料的开发动向;二、炭纤维及复合材料的动向。日本炭素材料研究的现状特点有两个:一是以日本炭素材料生产厂家为主体,成立了“新炭素讨论会”,开展调查研究,致力     

HM—621盘式炭纤维增强无石棉汽车制动衬片研制开发成功

中科院山西煤炭化学研究所和长治汽车制动器厂共同承担的山西省科委开发研究项目“炭纤维增强无石棉汽车制动衬片研制”于一九九四年十二月二十二日在太原由省科委主持通过成果鉴定。 随着汽车工业的高速发展,对汽车制动衬片的要求越来越高,炭纤维增强复合材料是一种可用于汽车制动器的新型摩擦材料。该项研究课题通过对摩擦材料基体和填料配方的大量反复筛选;增强剂炭纤维种类、用量和混合方法的多次探索、优选;攻克了制作工艺的多项技术难     

二维小角X射线散射法研究PAN基炭纤维内部微孔结构

利用二维小角X射线散射(2D-SAXS)方法,对PAN基炭纤维全部方位角进行微孔结构的研究.样品选取自制炭纤维MHS及日本东丽公司T300,T800产品.结果表明:MHS炭纤维微孔尺寸介于T300与T800之间,长径比t值小于T300和T800.T300中较小微孔(<9.1 nm)和较大微孔(>15.4nm)的含量大于MHS,T800含有大量的微孔短轴小于2nm的小尺寸微孔.MHS炭纤维的界面复杂程度较T300大,而小于T800.炭纤维内部存在由微孔散射导致的密度波动,其波动振幅F值和波动密度n值按MHS、T300和T800依次递减;电子密度波动越小,表明微孔结构越规整,T800的孔结构最规整.炭纤维内各个取向上均有一定结构的微孔分布,但总体上呈现沿纤维轴方向的定向排列.     

气相生长炭纤维

0 前言 炭纤维(CF)是近几十年来发展非常迅速的新型材料,它具有高强度、高模量、高导电、导热、密度小、耐腐蚀等特性,是一种重要的工业材料。自从一九五九年美国联合碳化物公司(UCC)第一次用人造丝生产出工业碳纤维,继而日本分别于1961年、1969年研制成功聚丙烯腈基炭纤维(PAN--CF)和沥青基炭纤维(Pitch—CF),成为当今世界碳纤维产量最大的国家。随后,英、法等国也兴起生产CF热,从而极大地促进了CF的发展。