短碳纤维的分散性对CFRC力学性能的影响

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)是一种新型建筑智能材料,碳纤维在水泥基体中的分散性直接影响着它的力学性能.借助超声波和甲基纤维素(MC)分散剂,实现了短碳纤维在水泥基体中的均匀分散,对所制备的CFRC复合材料的断口形貌作了SEM观察;测试了试件的抗压强度、抗拉强度和抗折强度.结果发现,碳纤维均匀分散时,复合材料的抗压强度提高19%,抗拉强度比不加碳纤维时提高2.2倍,弹性模量提高1.4倍.此外,复合材料的抗弯强度、抗折强度均高于未均匀分散时的强度.     

碳纤维的分散性与CFRC复合材料的导电性

借助超声波和新型分散剂羟乙基纤维素的预分散,实现了短碳纤维在水泥基体中的均匀分散,在扫描电镜下观察了硬化试件的断口形貌,讨论了碳纤维掺量、长度、水灰比对碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)导电性的影响.结果发现,CFRC的电阻率随碳纤维掺量的增加呈下降趋势,随水灰比的增加先降低后逐渐上升;采用振动压制成型时,电阻率比振动成型时大幅度下降.     

短切炭纤维的CVI处理及其在CFRC中的分散性

采用CVI法对短炭纤维进行表面处理, 借助超声波对其进行预分散, 用新型分散剂羟乙基纤维素(HEC)和超细粉硅灰对其进行分散, 并研究了其在水泥基体中的分散性; 在SEM电镜下观察了短炭纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的断口形貌, 用炭纤维质量变动系数定量评价了短炭纤维在CFRC中的分散性。结果表明, 采用CVI预处理和超声波预分散, 在分散剂HEC和硅灰不同掺量下, 炭纤维的分散性均得到显著改善。炭纤维的分散性随HEC掺量的增加而提高, 当HEC掺量为水泥质量的0.6%、 硅灰掺量为水泥质量的10%时, 两种分散剂的协同作用使炭纤维质量变动系数最小, 此时炭纤维在水泥基体中的分散性最理想。      

气相生长碳纤维在水泥基材料中的分散性研究

以脱油沥青(DOA)为原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维(VGCFs).利用硬化试件电阻测试法和硬化试件断面形貌法.测试了VGCFs增强水泥的电阻率、变异系数和断面扫描电镜形貌,考察了3种不同制备工艺下VGCFs在增强水泥复合材料中的分散性.结果表明,先将分散剂、消泡荆、VGCFs在水中预分散再加入超细矿粉和水泥的搅拌工艺分散效果最好,干混法与湿混法较差.采用合理的制备工艺(预分散法),当VGCFs掺量为0.2%(体积分数)时可制得纤维均匀分散、电阻率小、变异系数小的VGCFs增强水泥.     

碳纤维表面处理对纤维的分散性和CFRC压敏性的影响

提出了复合材料界面的重要性,应用了一种新的碳纤维表面处理方法--气液双效法.结果发现,碳纤维的气液双效法表面处理不仅同时提高了碳纤维的抗拉强度和复合材料的层间剪切强度,而且改善了纤维的分散性,在循环荷载作用下还发现用这种表面处理的纤维制成的碳纤维混凝土对应变变化感应的稳定性和重复性得到有效提高.     

羟丙基甲基纤维素对碳纤维分散性的影响

通过碳纤维在新拌水泥浆体中的变动系数、硬化水泥浆体电阻率和SEM分析测试等综合评价了羟丙基甲基纤维素(HPMC)对碳纤维在水泥浆体中的分散性的影响。试验发现:HPMC能显著改善纤维的分散,掺量在0.2%～0.4%时,分散效果较好。分析认为机理在于其分子结构中的极性羟基基团与碳纤维表面的极性羟基基团或羰基基团以及水分子之间形成氢键,增强了短碳纤维表面的亲水性和浸润性,提高了短碳纤维的分散性;但掺量较大反而由于体系粘聚性增加而影响分散性,且由于引入较多气泡而使电阻率提高。     

短切碳纤维在混凝土中的分散性能评估与优化EI北大核心CSCD

碳纤维增强混凝土应用潜力巨大,目前由于不均匀分散的问题,限制了在工程上的应用。已有研究表明分散剂能促进纤维分散。文中较全面地对比分析了甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素钠(CMC)等纤维素类分散剂以及聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)等聚丙烯酸类分散剂,对0.5%体积掺量的不同长度的短切碳纤维在水溶液和混凝土中的分散效果。采用图像化的数据处理方法实现了对碳纤维分散性的定量化描述,并从分散机理分析了分散剂的性质与分散效果的关联性。结果表明,碳纤维在水溶液和混凝土中的分散规律具有一致性;分散效果从低到高依次为不加分散剂相似文献   

气相生长碳纤维增强水泥基复合材料的制备及性能

研究了脱油沥青(De-oiled asphalt)基气相生长碳纤维(VGCFs)增强水泥基复合材料的制备方法及其性能。以脱油沥青作原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维,以此纤维制备水泥基功能复合材料。结果表明:低含量VGCFs的碳纤维增强水泥基复合材料具有良好的抗压强度和导电性能,在VGCFs的掺量由0增至0.6 %范围内,随着VGCFs掺量的增加,碳纤维增强水泥基复合材料的电阻率下降,抗压强度提高。当VGCFs为0.4 %时,VGCFs水泥基复合材料电阻率降低2个数量级,从3.25 ×105 Ω·cm 降为1.49 ×103 Ω· cm ,抗压强度提高28.8 %,为最佳掺量。      

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的电学特性

综述了碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)电学特性的研究进展,探讨了CFRC的电磁屏蔽性能和导电性能研究中的相关问题,阐述了原材料、配合比和表面处理对CFRC电磁屏蔽性能的影响,明确了碳纤维分散性和试验方法对CFRC导电性能的影响规律以及CFRC在工程结构中的应用状况,展望了CFRC的发展方向,指出碳纤维分散性、测试方法、温度和应力等多因素条件是CFRC电学特性将来的研究重点.     

碳纳米管分散技术及碳纳米管-水泥基复合材料研究进展

应用碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)对水泥基材料进行改性,能大幅度提高水泥基材料的抗折强度。综述了碳纳米管复合材料的国内外研究进展,主要探讨碳纳米管的分散技术,分析碳纳米管对水泥基材料性能的提高以及最佳掺入量,简要介绍了碳纳米管定向排列的研究进展。还指出了当前研究中存在的问题,并就今后的研究前景提出了一些建议。     

碳纳米管在水泥基复合材料中的分散方法研究进展

碳纳米管(CNTs)作为性能优越的新型纳米材料被广泛用于增强基体材料,但是其易团聚且难以分散,使得实现其在基体材料中的均匀分散成为研究的重点。详细介绍了CNTs在增强水泥基复合材料研究中的分散方法与分散机理,并比较了各种分散方法的优缺点。重点论述了超声时间、酸处理时间、表面活性剂种类与掺量等因素对CNTs分散效果的影响,并讨论了评价CNTs分散效果的表征方法。将CNTs均匀分散到水泥基体中,可以显著提高复合材料的各项力学性能。     

热梯度CVI工艺制备炭/炭复合材料管型件

热梯度化学气相沉积工艺中避免了等温沉积工艺中预制体表面孔隙过早堵塞的现象,适合制备轴对称的环形、管型件.利用热梯度化学气相沉积工艺制备了炭/炭复合材料管型制件,研究了材料的微观组织结构,测试了其力学性能以及热物理性能,实验结果表明所制备的炭/炭复合材料制件能够满足高温热结构材料的使用要求.     

碳纳米管的分散方法与分散机理

要发挥碳纳米管的优异性能,如何均匀分散碳纳米管是首先要解决的关键性问题。通过研究碳纳米管的团聚体形态,看出碳纳米管团聚体为一维纳米线团聚态,比普通颗粒粉体的零维团聚态更复杂。碳纳米管分散方法大体上分为物理法与化学法两大类,对比研究碳纳米管的各种分散方法,分析碳纳米管的分散机理,提出了均匀分散碳纳米管要满足3个必要条件:打散碳纳米管团聚体、剪断长碳纳米管、保持碳纳米管分散状态。剪切挤出分散法可以较好地满足这3个条件,制备出均匀分散的碳纳米管复合粉体。     

碳纳米管及碳纳米管纤维的性能与应用

碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管状壳层结构。扼要介绍了碳纳米管、碳纳米管纤维的合成方法及近几年来国内外制备的各种碳纳米管产品。碳纳米管、碳纳米管纤维由于其优良的力学、电学特性可以制成气体吸附体、生物模板、传动装置、增强复合体、催化剂载体、探测器、传感器、纳米反应器等产品，在航空、能源、医药、化学等技术领域广泛应用。     

己内酰胺在碳纤维表面的电聚合改性

采用循环伏安法,以己内酰胺为聚合单体对碳纤维进行电聚合改性。利用循环伏安特性曲线、傅里叶变换红外光谱、电脑伺服控制材料试验机、扫描电镜(SEM)研究了改性前后碳纤维及其复合材料表面结构与性能的变化。结果表明,当己内酰胺浓度为0.1 mol/L,循环次数为10次时,碳纤维的改性效果较佳;改性后的碳纤维在1650 cm~(-1)出现NH_2的变角振动吸收峰,1556 cm~(-1),1540 cm~(-1)出现羧酸COO反对称伸缩吸收峰;能谱测试发现碳纤维表面O含量增加了1.69%;复合材料的层间剪切强度(ILSS)由10.50 MPa增加到26.96 MPa,提高了156.70%;SEM图表明改性后碳纤维表面生成分散均匀的颗粒且具有一定厚度的聚合物涂层,与复合材料结合紧密且无拔出现象。