碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料性能研究

介绍了一种碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能研究情况.对该复合材料的力学性能、热常数和烧蚀性能进行了初步测试.结果表明,其拉伸强度达到558MPa,拉伸模量达到44.0GPa,层间剪切强度为16.6MPa,导热系数不超过0.3 W/(m*K),氧-乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.049mm/s,质量烧蚀率为0.0595g/s.通过与常用的碳/酚醛材料比较,碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能较优.     

碳纤维改性环氧树脂复合材料研究进展

介绍最近几年碳纤维增强环氧树脂复合材料研究的前沿动向,重点叙述了碳纤维表面处理方法以及碳纤维在环氧树脂的应用,综述了环氧树脂/碳纤维复合材料的研究发展。     

纳米黏土改性碳纤维复合材料的研究进展

本文就碳纤维/黏土/环氧树脂复合材料的制备方法、成型工艺及性能的研究进展进行了综述,指出了目前黏土在环氧树脂中的分散方法以及碳纤维/黏土/环氧树脂复合材料的成型工艺研究中存在的问题。     

导热改性碳纤维增强聚合物复合材料的力-热特性

借助钉扎的方法制备了一种掺杂铜柱的三相碳纤维增强聚合物复合材料,以提高其厚度方向的导热性能。在传统混合定律模型的基础上,考虑钉扎铜柱的特征长度与排布形式的影响,提出了一种改进的理论模型来预报该新型三相复合材料的导热性能,并探讨了导热改性对其力学性能的影响。结果表明,改进的理论预报模型对这种三相复合材料导热性能的预报更为准确,尤其是在钉扎铜柱体积分数较小时。在研究范围内,这种钉扎方法导热改性效果明显,力-热综合性能较好。复合材料导热性能随着钉扎铜柱体积分数的提高而增加,且增加速率不断提高,这主要源于铜柱间热影响区的产生;复合材料拉伸性能及层间剪切性能随着钉扎铜柱体积分数的增加而降低,且降低速率不断减小。当钉扎铜柱体积分数相同时,钉扎铜柱的特征长度与排布形式对复合材料导热性能与拉伸性能及层间剪切性能的影响不大。材料失效主要以钉扎孔位置挤压开裂破坏占主导,钉扎体与基体界面间的自然连接性能较弱,预计通过金属镀铜法加以改善,并可进一步提升复合材料力-热一体化特性。     

建筑工程应用的碳纤维增强复合材料

一、建筑工程用碳纤维复合材料的应用范围及分类 使用碳纤维材料加固结构的主要目的,是提高建筑工程承载能力或改善其功能。目前,建筑工程中广泛使用的碳纤维及其复合材料产品具有多种形式,常用的碳纤维及其复合材料产品主要有碳纤维布、碳纤维板、碳纤维条带、碳纤维网格等,如图1所示。     

影响碳纤维增强复合材料摩擦系数的因素

本研究对碳纤维的体积比、分布方向及温度对增强热固性环氧树脂磨擦系数的影响作了试验及分析讨论，结果表明，碳纤维加入后可显著降低复合材料的磨擦系数，随碳纤维加入方式不同，碳纤维对磨擦系数的影响作用也不同。     

碳纤维增强水泥复合材料

一、前言近年来用纤维增强剂来改善通用建材水泥和混凝的力学性能如抗张强度,延伸度,抗衡击性能等引起了人们极大的注意。多种多样的纤维包括钢丝、耐碱玻璃纤维、维尼纶、聚丙烯纤维、芳纶以及碳纤维等已被用于此途,并在建材工业中已经商品化了。这些增强纤维中,碳纤维尽管其价高,由于其高比强度及杨氏模量以及在高碱性环境下的化学惰性,还是吸引人们选它来增强水泥基脆性基体。它们在钢筋表面不像钢丝那样产生锈污染问题。其化学惰性带来的另一优点     

紫外老化对碳纤维增强环氧树脂复合材料性能的影响

采用拉挤成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料,并对其进行人工加速紫外老化实验,对不同老化时间的试样进行弯曲强度测试、冲击强度测试、动态热机械分析(DMA)。结果表明,紫外老化仅影响到受紫外辐射的碳纤维环氧复合材料最外层,使对外层性能敏感的力学性能下降;紫外老化使复合材料玻璃化转变温度(Tg)提高,老化前期提高幅度相对较大,后期变化不明显;随着老化时间的增加,受到紫外辐射的最外层碳纤维/环氧树脂界面受到一定程度削弱。     

碳纤维增强银粉改性树脂复合材料的雷击损伤效应

针对碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料中树脂电阻大,在雷电流作用下会产生大量焦耳热造成雷击损伤的短板,探索通过增强基体的导电性来解决这一问题。为实现对CFRP复合材料的改性,在其环氧树脂浆料中加入了以Ag粉为主的导电填料,使改性CFRP复合材料层合板沿厚度方向的电导率提高217.30倍。采用不同峰值的单一雷电流D分量分别对改性及未改性CFRP复合材料层合板试件进行雷击损伤实验,通过损伤区域超声C扫描图像、试件残余温度场和仿真热解损伤的对比,分析基体改性对CFRP复合材料雷击损伤的防护机制。结果表明:通过Ag粉改性能有效提高CFRP复合材料层合板的电导率,且在厚度方向上的改性效果最佳;在峰值电流分别为20 kA、40 kA和60 kA的条件下,改性CFRP复合材料层合板的损伤面积分别下降87.28%、77.82%和88.59%,损伤深度分别增加147.06%、130.65%和119.72%;以损伤体积为最终指标,则Ag粉改性基体能有效降低CFRP复合材料的雷击损伤,其防护机制是通过减少雷电流作用下的高温区域面积和升温幅度来降低热解和爆炸冲击实现。      

影响碳纤维增强复合材料摩擦系数的因素

本研究对碳纤维的体积比、分布方向及温度对增强热固性环氧树脂摩擦系数的影响作了试验及分析讨论 ,结果表明 ,碳纤维加入后可显著降低复合材料的摩擦系数 ,随碳纤维加入方式不同 ,碳纤维对摩擦系数的影响作用也不同     

碳纤维增强树脂基复合材料的界面

从碳纤维、树脂基体、界面3个层次对碳纤维增强树脂基复合材料的界面研究进行了综述,重点介绍了碳纤维表面特性表征及改性方法、树脂基体特性及改性方法和界面分析表征手段,由此提出了纤维/树脂界面的研究路线,简要分析了复合材料界面研究的前景与趋势。为了实现纤维/树脂界面的良好匹配,充分发挥碳纤维复合材料的性能优势,需完善界面表征手段、明确界面微观性能与复合材料宏观性能的关系、深化研究界面对复合材料湿热性能及失效模式的影响等。     

碱木素改性酚醛树脂及其在铝碳耐火材料中的应用

为提高酚醛树脂结合铝碳砖常温强度并降低其成本,用碱木素替代部分苯酚,以碱木素含量、催化剂量和缩聚反应时间为因素,以合成的碱木素改性酚醛树(LPF)作结合剂的铝碳砖烘干后的常温抗折强度为考核指标,通过正交试验设计分析各因素对合成LPF的影响程度依次为:碱木素含量催化剂含量缩聚反应时间。用逐次回归分析预测合成LPF的最佳工艺条件为:碱木素含量10%(质量分数)、催化剂含量2%(质量分数)、缩聚反应时间2.5h。该最佳工艺合成的LPF结合铝碳砖的常温抗折强度达18.2 MPa,比商业酚醛结合铝碳砖常温抗折强度(16.1 MPa)提高13%,其物理性能也较商业酚醛树脂结合铝碳砖优。     

碳纳米管增强环氧树脂复合材料阻尼性能的研究

采用热压成型法制备出碳纳米管环氧树脂复合材料,并对其分散性能和阻尼性能进行了研究。扫描电镜(SEM)分析表明,通过超声振荡处理和分散剂辅助处理可以将碳纳米管较好地分散在环氧树脂基体材料中。采用自由振动对数衰减率法和动态热机械分析仪(DMTAⅤ)对复合材料的阻尼性能进行了测试,结果表明,在环氧树脂基体中加入碳纳米管能够提高复合材料的阻尼性能,并且随着碳纳米管质量分数的增加,复合材料的阻尼性能不断增强,掺加直径为10~20nm的碳纳米管比掺加直径为30~50nm的碳纳米管能更大地提高复合材料的阻尼性能。     

Smart Behavior of Carbon Fiber Reinforced Cement-based Composite

The electrical characteristics of cement-based material can be remarkably improved by the addition of short carbon fibers.Carbon fiber reinforced cement composite (CFRC) is an intrinsically smart material that can sense not only the stress and strain, but also the temperature. In this paper, variations of electrical resistivity with external applied load, and relation of thermoelectric force and temperature were investigated. Test results indicated that the electrical signal is related to the increase in the material volume resistivity during crack generation or propagation and the decrease in the resistivity during crack closure. Moreover, it was found that the fiber addition increased the linearity and reversibility of the Seebeck effect in the cement-based materials. The change of electrical characteristics reflects large amount of information of inner damage and temperature differential of composite, which can be used for stress-strain or thermal self-monitoring by embedding it in the concrete structures.     

碳纤维／铜—5%锡基复合材料的弯曲性能

测定了具有不同碳纤维的短碳纤维增强铜-5％锡基复合材料的弯曲强度值,实验表明:随碳纤维体积含量的增大,弯曲强度上升,并近似符合σ=94.5-421V_f+1557V_f~2(MPa)拟合式。与粉末治金铁基摩擦材料的弯曲性能对比表明:复合材料的弯曲性能较好。对碳/铜复合材料的弯曲断口作了扫描电镜观察,断口呈“部分拔出型”。最后,结合弯曲强度实验结果及断口观察,初步分析了该复合材料的断裂过程。     

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的低温热模压试验研究

介绍了国外制备树脂/石墨复合材料双极板的研究结果.研究了低温热模压成型工艺制备酚醛树脂/石墨复合材料双极板,结果表明:酚醛树脂含量为15wt%时,复合材料的导电性能满足双极板的要求,但力学性能偏低.提出了碳纤维增强的解决方案,研究了碳纤维表面处理方法以及碳纤维含量对复合材料导电性能与力学性能的影响.得到对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量3wt%是综合性能较好的一种试验方案.采用低温热模压工艺制备低成本酚醛树脂/石墨复合材料双极板,双极板材料的性能突破必将促进燃料电池的商业化发展.     

碳纤维/环氧超厚度复合材料壁板的固化工艺优化及性能

为制定适用于大厚度环氧基碳纤维增强复合材料的固化制度,首先采用热分析方法对预浸料的固化行为进行了详细的研究,结合预埋热电偶的方法在线监测了不同厚度的壁板在等速率升温条件下的固化过程,通过系统的研究,并提出了增加缓慢升温阶段的固化制度。文中对固化制度优化后的大厚度复合材料制件的进行了超声C扫描检测和内部微观结构等分析,结果证明,采用在120℃和150℃缓慢升温的方式可以有效地控制大厚度复合材料制件内部的固化集中放热现象,并可大幅度提高制造过程中的温度均匀性。采用上述工艺,有望得到质量优异的大厚度复合材料制件。     

木质素制备低成本碳纤维的研究进展

随着石油资源的日益短缺,生物质资源的开发和利用显得尤为重要。木质素作为第二大天然高分子,来源广泛,价格低廉,其高达60%以上的含碳量,是制备碳纤维的理想原料。因此,基于木质素基碳纤维重要的应用价值和广阔的市场前景,文中详细综述了木质素为前驱体制备碳纤维的研究进展。木质素基碳纤维的制备包括:木质素的提取、前驱体的制备、原丝的预氧化和氧化原丝的碳化阶段,重点分析了木质素作为碳纤维前驱体存在的不足及解决方法。并对今后该领域的研究方向进行了展望。