PAN基高模碳纤维阳极氧化的表面处理

采用阳极氧化法对PAN基高模碳纤维进行连续表面处理,重点研究了氧化电流密度对碳纤维宏观力学性能、表面形貌、表面酸性官能团以及碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明,电流密度对纤维力学性能、表面形貌影响不大;氧化后纤维表面总的酸性官能团显著提高,最大增幅达13倍左右;适当的处理条件可使CFRP的ILSS从28.4 MPa提高到80 MPa以上。     

阳极氧化处理对PAN基碳纤维性能的影响

利用阳极氧化技术对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维表面进行改性处理,研究了处理前后PAN基碳纤维表面润湿性能及力学性能的变化,分析了阳极氧化处理时电流强度对PAN基碳纤维及其增强环氧树脂基复合材料性能的影响。结果表明:阳极氧化处理后,PAN基碳纤维的润湿性提高,其中碳纤维与水、乙醇的接触角分别由处理前的64.6°,50.9°降至处理后的24.6°,28.1°,其表面能由未处理的37.4 m N/m提高到处理后的83.3 m N/m,经水洗干燥处理后,碳纤维润湿性及表面能有所降低;阳极氧化过程中,随着电流强度的提高,PAN基碳纤维的线密度及拉伸强度出现先升高后降低现象;阳极氧化处理后,碳纤维表面活性提高,碳纤维/环氧树脂基复合材料层间剪切强度较未处理时的最大增幅达到86%;阳极氧化处理PAN基碳纤维的最佳电流强度为14 A。     

PAN基碳纤维阳极电解氧化表面处理的研究

借助XPS、力学分析、SEM扫描电镜、傅立叶红外光谱 ,较系统地考察了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响。结果表明 :采用碳酸氢铵为电解质对碳纤维进行阳极电解氧化表面处理后 ,其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主 ;通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量 ,提高活性碳原子数与非活性碳原子数比 ,可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能 ,使碳纤维层间剪切强度提高 49% ,层间剪切强度达 85 .5MPa。     

阳极氧化通电电流对碳纤维层剪强度及界面亲和性的影响

利用阳极氧化表面处理装置,碳酸氢铵作为电解质,以恒定的处理时间,对直流电源的电流进行调节,研究电流对直径5μm的6KPAN基碳纤维层间剪切强度和拉伸强度的影响,并通过SEM对拉伸试样的断面进行观察和对比,研究电流对界面亲和性的影响。结果表明,通电电流增大,层间剪切强度增大;合理调节通电电流,有效提高环氧树脂和碳纤维粘结强度,纤维与树脂的界面结合紧密,使纤维复材的整体承载能力增强,复丝强度较好。根据研究,直径5μm的6KPAN基碳纤维通常最佳电流强度应控制在20~25mA/K。     

碳纤维表面处理对层间剪切断裂形貌的影响

用气相氧化法对碳纤维进行表面处理，可使碳纤维复合材料（CFRP）的层间剪切强度（ILSS）提高40％－76％，这归因于纤维表面增加了化学官能团和比表面积，同时，由于碳纤维（CF）与基体之间粘接得到改善，使单向（UD）－CFRP的剪切断裂形貌变为拉剪，这可用扫描电子显微镜（SEM）观察剪断形貌得到证实。     

电化学氧化表面处理提高粘胶基碳纤维的界面粘结性能

通过动力学的方法研究了电化学处理前后接触角的变化 ,并用其表征碳纤维表面润湿性能的改变 ;通过拔出实验测定电化学处理前后碳纤维与树脂之间粘结性能的变化。结果表明 ,电化学处理后 ,碳纤维表面的润湿性大大改善 ,碳纤维与树脂的粘结程度提高至原来的 14 0 %～ 160 % ;研究还发现 ,不同种类的电解质电化学处理后对碳纤维表面的润湿性及其拔出强度的影响不同 ,( NH4) 2 SO4处理的碳纤维的润湿性能和拔出强度最好 ,H2 SO4处理的润湿性较之 Na OH的好 ,但拔出强度却不如 Na OH处理的高。且拔出强度越高 ,其断裂的模式趋向于单剪切断裂 ,拔出强度降低 ,其断裂变为多剪切断裂甚至为粉碎性断裂。     

碳纤维的电化学氧化表面处理

本文综述了关于碳纤维电化学氧化表面处理的研究现状,碳纤维表面的化学表征,以及处理对碳纤维及其复合材料性能的影响;同时也总结了碳纤维表面处理对于提高碳纤维／树脂复合材料层间剪切强度的解释机理。     

纺丝、预氧化和碳化条件与PAN基碳纤维性能的关系

本文采用干湿法纺制共聚丙烯腈纤维,并进行预氧化,碳化制成碳纤维。对纺丝、预氧化、碳化等工艺过程进行不同条件的实验,探讨了工艺条件与碳纤维性能之间的关系。     

插层PAN基碳纤维的结构表征与稳定性研究

采用混合熔融盐法成功地合成了以PAN基高模量碳纤维作宿主，FeCl3作插层剂的石墨层间化合物，采用XRD技术对其层间结构进行了表征，结果证明所得产物内部已经形成混阶的阶结构。通过扫描电镜（SEM）观察了其形貌的变化，同时利用X射线能谱仪（EDS）测定了各元素的相对含量。同时对插层碳纤维的稳定性进行了初步研究。     

碳纤维表面处理的新方法

碳纤维表现处理是为了改善表面形态结构和表面化学环境,提高表面能,强化与基体树脂两相界面之间的粘接,从而达到提高复合材料层间剪切强度（ILSS）的目的。     

干喷湿纺法PAN基碳纤维表面处理的研究

以碳酸氢铵为电解质,对干喷湿纺法PAN基碳纤维进行了连续表面处理。通过扫描电子显微镜（SEM）分析其微观结构,同时利用万能材料实验机研究碳纤维及其复合机理。结果表明,随着处理电流密度的增大,碳纤维抗拉强度呈降低趋势。电化学处理碳纤维,电流密度最佳范围应为43．6A·m-^2～54．4A·m^-2,且碳纤维表面官能团对提高复合材料的层间剪切强度起关键作用。     

碳纤维表面生长纳米管及其效果的研究进展

碳纤维表面生长碳纳米管(CNTs),将性能优异的纳米材料与碳纤维有机结合,能够增加碳纤维表面粗糙度,有效改善复合材料界面粘合性能,是一种新型碳纤维表面处理技术。本文对碳纤维表面生长碳纳米管的制备方法以及界面增效效果的国内外研究现状进行了综述,分析了不同制备方法的优缺点以及各自的增强效果,探讨了研究过程中存在的问题,展望了该方法的研究趋势和前景。     

The Effect of Graphite Particle Size on Properties of Low Carbon MgO-C Composite Materials

The effects of graphite granularity on the properties of low carbon MgO-C based materials have been investigated in the work. Large crystal fused magnesia, natural flake graphite with different particle sizes and anti-oxidant were adopted as raw material for preparation of specimens. However, the results show that the physical properties oxidation resistance and thermal shock resistance of low carbon MgO-C materials with content of 4.0 wt% graphite are improved obviously through the use of special and suitable size graphite. The excellent performance achieved was considered as a result of microstructure modification of MgO-C materials. Therefore, it is suggested that both fine and micro grade natural flake graphite used for production of low carbon MgO-C bricks.     

碳纤维复合材料的耐腐蚀性能

碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳性好、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,已成功用于复合材料结构件中。碳纤维复合材料的耐腐蚀性能足工程应用中的一个主要技术指标。从材料学的角度分析了碳纤维复合材料的耐腐蚀性能,包括耐候性、耐水性、耐介质腐蚀性、耐热性等,可为复合材料结构件的设计、选材、成型、使用及贮存维护提供参考。     

液相氧化对碳纤维表面性能影响的研究

为了提高碳纤维表面的性能,采用丙酮和硝酸及其混合溶液对碳纤维表面进行了处理,然后采用电子扫描显微镜(SEM)对表面处理后的碳纤维进行了表面形态结构分析,采用X射线光电子能谱仪研究了碳纤维经过表面处理后其表面官能团的变化情况.结果表明,丙酮和硝酸混合处理120 min后,碳纤维表面粗糙度最大,且表面的羟基官能团含量达到58.16％,有利于提高碳纤维与热塑性塑料的界面结合力.     

碳纤维的阳极氧化表面处理方法

阐述了碳纤维工业化生产中一种比较成熟的表面处理方式,即碳纤维的阳极氧化法。其结果能增加碳纤维表面官能团或活性碳原子数;电解液对阳极氧化法的影响因素很多,大电流下会发生浓度极化、吸附极化和化学极化3种极化反应,可采用电解槽循环方式、升高电解液温度、多极处理、增加表面活性剂、使用交流电等措施来解决,同时要根据不同型号碳纤维...     

高性能PAN基碳纤维及其复合材料在航天领域的应用

对高性能PAN基碳纤维的发展历程、现状以及以其为增强体的复合材料进行了综述,并对高性能PAN基碳纤维增强复合材料在航天领域的主要应用情况进行了介绍,最后对我国高性能碳纤维复合材料的现状及发展重点进行了探讨.     

英国碳纤维技术早期发展史研究

综述了英国皇家飞机研究中心威廉姆·瓦特对于聚丙烯腈基碳纤维的相关研究,简述了英国罗尔斯罗伊斯航空发动机公司研发碳纤维增强树脂飞机发动机叶片的失败经历,分析了英国碳纤维技术发展快速由盛到衰的原因。     

日本碳纤维技术发展史研究

碳纤维技术始于美国,兴于日本。综述了对日本聚丙烯腈(PAN)基碳纤维技术突破发挥了关键作用的8个主要因素,介绍了开创日本沥青基碳纤维技术的代表人物及其技术贡献,分析了日本高性能碳纤维技术发展中值得关注的四点事实。     

阳极氧化处理对碳纤维强度离散性的影响及表征

采用阳极氧化法对碳纤维进行了表面处理,并探讨了表面处理后碳纤维接触角、强度的变化和碳纤维强度离散性的表征方法。研究发现:碳纤维在阳极氧化表面处理后,接触角变小,说明浸润性增强,强度略有下降,离散性略有增大;表面处理后随放置时间延长,接触角有一定程度增大,强度继续下降,离散性继续增大。用强度CV值和韦伯分布拟合强度所得的韦伯模数两种不同指标表征了表面处理后碳纤维的强度离散性,经验证,两种表征方法的一致性好。