碳纤维/环氧树脂复合材料的改性及改性机理

介绍了碳纤维/环氧树脂复合材料中碳纤维的增强机理.综述了纳米材料、聚合物对碳纤维/环氧树脂复合材料的改性进展,并总结了相应的改性机理.探索新型柔和的碳纤维表面处理技术以及对碳纤维表面接枝将是碳纤维/环氧树脂复合材料改性的发展方向.     

碳纤维缺陷演变及其原丝制备工艺研究进展

碳纤维是一类含碳量在90％以上的无机纤维材料,在军工民用领域应用广泛.碳纤维原丝缺陷被认为是碳纤维的"天敌",原丝质量对碳纤维后处理工序以及最终碳纤维力学性能都有很大影响,消除原丝结构缺陷有望使碳纤维力学性能趋向其理论值.本文从微观尺度和宏观尺度两个层面综述了目前碳纤维领域的两大热点研究.首先是从碳纤维的构效关系入手分...     

酚醛树脂炭化改性碳纤维界面行为研究

基于国产CCF300碳纤维综合性能低于进口T300碳纤维这一事实,通过对比研究CCF300碳纤维及T300碳纤维表面物化性能,分析两种碳纤维表面状态的差异,针对性的提出国产碳纤维表面改性方法.将酚醛树脂涂覆在碳纤维表面,然后在惰性气体的保护下进行高温炭化.考察了酚醛树脂浓度、炭化温度对碳纤维表面状态的影响.结果显示,在...     

碳纤维的流行态势

最近有关碳纤维的生产作业方向、扩产装置及使用碳纤维的客户都在媒体上接连报导,对碳纤维的需求连年持续增长,许多碳纤维生产厂商都抓住良机,进行扩产以便满足不同产业对碳纤维的需要.传统上大容量使用碳纤维的航天航空工业以及体育运动器材方面,依旧在持续增长.其他如工业上应用的碳纤维产品,例如压力容器、风力发电机叶片也被列入增长之中,这些都是碳纤维应用的先驱性复合材料产品.以下就飞机、工业、压力容器、汽车、石油开发及风能等产品予以简介.     

碳纤维产业发展与趋势

介绍了工业发达国家和我国碳纤维产业发展情况.我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,高性能碳纤维生产技术被西方国家垄断和封锁.近年来国内出现了"碳纤维热",众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目.指出,虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展存在很大风险.几年以后,市场出现过剩将成为必...     

镀银碳纤维布的制备及其毫米波RCS特性

采用化学镀方法在碳纤维布表面沉积了金属银层.测量了利用优化工艺制得的镀银碳纤维布的表面电阻,并采用冷热循环法对镀层结合强度进行了测试,应用雷达散射截面(RCS)测试系统对同样尺寸的镀银碳纤维布及未改性碳纤维布的毫米波波段RCS值进行了测试.结果表明:得到的镀银碳纤维布镀覆均匀、金属光泽强,有较强的导电性能.镀银碳纤维布在毫米波波段的RCS值较未改性碳纤维布有很大增幅,且与理论值相近.     

日本碳纤维复合材料在汽车领域应用的新进展

介绍了日本碳纤维生产企业近几年的扩产计划与战略布局,以及日本碳纤维生产企业与合作科研单位在碳纤维复合材料（CFRP）的研发进展情况.指出占据世界碳纤维市场70％份额的日本碳纤维生产商一贯高度重视CFRP的下游应用,尤其率先在汽车领域应用研发的大量投入,成为全球碳纤维行业发展的领衔者,亟须我国碳纤维产业的顶层设计和从业者们的高度重视和借鉴.     

碳纤维镀铜及其对铜基复合材料界面影响

碳纤维与铜之间的润湿性很差，导致碳纤维-铜复合材料的界面问题十分突出，给碳纤维增强铜基复合材料具有的优异性能带来很大的影响.用化学反应法在碳纤维表面镀铜,然后再与铜复合，可以有效地解决上述问题.但由于碳纤维具有纤细疏水、表面惰性的特点，对它镀铜很难.本文以CuSO₄为主盐，锌粉为还原剂，研究了4种不同类型添加剂: A（烷基苯磺酸盐）、B（烷基磺酸盐）、C（十二烷基脂肪酸盐）和D（十二烷基脂肪酸盐+乙酸钠）对碳纤维镀铜的影响.结果表明：D型添加剂最有利于碳纤维镀铜, 它能有效地解决碳纤维镀铜时经常发生的碳纤维束“黑心”问题.在实验中观察到整束碳纤维被均匀、连续地镀上了铜.通过扫描电镜观察：在镀铜碳纤维的断面上可以看到镀层和碳纤维结合得很牢固;在镀铜碳纤维与铜复合所得的复合材料中碳纤维与铜之间的界面结合得十分紧密.     

含碳纤维格栅结构吸波复合材料的实验研究

本文研究了碳纤维频率选择表面(FSS)结构在雷达吸波复合材料的应用,考察碳纤维结构的尺寸及其在吸波材料中的位置,并首次探讨了不同形式的碳纤维FSS结构组合形式对吸波复合材料的影响.实验结果表明,在不添加任何吸波剂的情况下引入碳纤维FSS结构可提高材料的吸波性能.碳纤维结构的尺寸及其在吸波材料中的位置均对材料的吸波性能有不同程度的影响.含两层碳纤维结构材料的吸波性能要优于含单层碳纤维结构的复合材料.     

质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的研究进展

简述了质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的制备工艺,详述了制备碳纤维纸的关键技术即原料短切碳纤维水中分散工艺和提高碳纤维纸力学性能两方面的研究进展,指出关键技术目前存在的问题,并提出今后的改进方向.碳纤维纸的制备工艺主要分为干法工艺和湿法工艺,其中湿法工艺是最常用的方法.改善短切碳纤维在水中的分散效果、提高碳纤维纸的力学性能...     

炭纤维吸波复合材料结构设计的研究进展

总结了炭纤维吸波性能的电磁改性方法,重点介绍了结构设计对炭纤维吸波复合材料吸波性能的影响,包括短切炭纤维、炭纤维排布结构、炭纤维电路模拟结构以及含炭纤维的混杂纤维排布对炭纤维复合材料吸波性能的影响.提出了炭纤维吸波复合材料今后的研究方向.     

碳纤维的发展前景与市场分析

介绍了目前世界碳纤维的现状与进展,综述了碳纤维的生产能力、对碳纤维的需求、碳纤维在国防和其它工业上的应用,阐述了碳纤维及其碳纤维制品的制造技术,并讨论了碳纤维的未来发展前景。     

掌握前沿 创新理念 科学发展——中国碳纤维及其复合材料发展之我见

概述了碳纤维市场的广阔机遇和中国碳纤维行业的严峻挑战。通过对国际碳纤维成本构成、利润水平以及碳纤维产业链的分析,重点探讨了中国碳纤维产业"平民化"发展的创新思路,提出发展大丝束碳纤维和确立"质量灰色地带"的建议,引导中国碳纤维产业走向良性循环的科学发展之路。     

碳纤维多尺度增强体的研究进展

介绍了碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维等碳纳米材料修饰的碳纤维多尺度增强体的构筑方法（化学气相沉积法、化学接枝法、电化学沉积法、上浆剂复合法和“grafting to”法）及其对复合材料界面力学性能的影响机理.针对碳纤维多尺度增强体的优势和不足,指出需通过界面设计进一步提高碳纤维与碳纳米材料之间的作用强度,氧化石墨烯/碳纤维复合增强体及其对复合材料性能的增强机制是下一步研究的焦点,连续生产碳纤维多尺度增强体也将成为重要的发展方向.     

短纤维层间增强碳纤维复合材料层板的力学研究

以斜纹3k T300碳纤维布、环氧树脂和0.3~0.5 mm短切碳纤维为主要实验原料,使用短切纤维铺放装置将短切碳纤维定量铺放在碳纤维布表面,并铺层得到5块层间短切纤维增强的预制体,每块预制体含8层碳纤维布且每块预制体层间短切碳纤维铺放面密度分别为5,10,20,30,40 g/m2,并增设一块层数为8层、层间不含短切纤维增强的预制体作为对照组。采用真空辅助树脂灌注成型方式浸渍预制体后高温固化,得到层间含不同面密度短切纤维的碳纤维复合材料层合板,研究了不同面密度短切纤维含量对碳纤维复合材料层合板拉伸、弯曲以及层间剪切强度的影响。研究结果表明,当短切碳纤维铺放面密度为5 g/m2时,复合材料层板的拉伸、弯曲强度最好,在5~40 g/m2范围内,复合材料层板的层间剪切强度随短切碳纤维铺放面密度的增大而增大。     

碳纤维结构吸波材料及其吸波碳纤维的制备

碳纤维结构吸波材料是一类多功能复合材料,具有承载和减小雷达反射截面的双重功能,是一种非常有发展前途的吸波材料。碳纤维结构吸波材料以其优异的力学性能和隐身特性已大量应用于隐身技术。本文讨论了碳纤维结构吸波的应用,碳纤维结构吸波材料的类型及其结构型式设计,探讨了吸波波对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性能优良的碳纤维、改变碳纤维的截面形状和大小,对碳纤维进行表面改性以及对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性     

碳纤维的研究和生产现状

从碳纤维的性质、生产工艺、主要生产商、国内外市场等方面对粘胶基碳纤维、PAN基碳纤维和沥青基碳纤维进行了叙述和分析。随着经济危机的影响逐步减弱,碳纤维应用领域愈加广泛,其生产技术将不断发展,生产能力也将不断扩大。     

聚丙烯腈(PAN)基炭纤维工业生产及应用

综述了炭纤维应用领域国内外市场,介绍炭纤维生产工艺过程及使用设备,指出当前国内炭纤维与国外产品的差距,并就当前我国炭纤维的发展现状给出了具体的应对措施,对发展我国炭纤维工业具有一定的指导意义。     

Nano‐carbon black filled Lyocell fiber as a precursor for carbon fiber

In this work, Lyocell fibers filled with various amounts of carbon black were prepared. Wide angle X‐ray diffraction (WAXD) results showed that carbon black filled Lyocell fibers still had a cellulose II crystal structure and kept the characteristic peak of carbon black at the same time. The results of mechanical properties showed a slight reduction in the carbon black filled Lyocell fiber. Moreover, the heat stabilities of the carbon black filled Lyocell fibers showed no obvious change. The residue of carbon black filled Lyocell fiber at 1000°C was higher than that of Lyocell fiber, implying higher carbon yield could be obtained for the carbon black filled Lyocell precursor. Scanning electron microscopy (SEM) experiments showed that the surface and the cross section of carbon black filled Lyocell fiber were smooth and round, which are consistent with the carbon fiber precursor. The WAXD pattern of carbon black filled Lyocell‐based carbon fiber was different from that of Lyocell‐based carbon fiber. The addition of carbon black transfers the diffraction peak of carbon fiber while keeping the characteristic structure of carbon black. The results of mechanical properties of carbon fibers show that, if an appropriate amount of carbon black was chosen, carbon fiber with better properties than Lyocell‐based carbon fiber could be obtained by using the carbon black filled Lyocell fibers as the precursor. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 99: 65–74, 2006