PAN基碳纤维植入物的表面研究

运用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、拉曼光谱（ＲＳ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等手段，研究了３种不同碳含量的ＰＡＮ－基碳纤维植入犬体前后的表面结构及电子态的变化，实验结果表明，碳化温度越高，碳纤维的石墨化程度越高，ＰＡＮ－基碳纤维植入犬体一年半后，其表面石墨化程度均降低，表面原含有的多种有机基团基本未变，相对含量发生了明显变化，Ｃ＝Ｎ基团部分转变为Ｃ－Ｎ基团，这说明机体组织并非简单的物理附着在碳纤维表面，     

硼在碳／碳复合材料中的状态及其催化石墨化作用

以糖酮树脂作粘结剂，添加树脂碳微粉、硼类催化剂、短切ＰＡＮ基高强碳纤维，制得了含硼Ｃ／Ｃ复合材料。通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子（ＸＰＳ）等手段，检测了硼、氧化硼在Ｃ／Ｃ中的状态，研究了它们对Ｃ／Ｃ复合材料的催化石墨化作用，分析了石墨化温度、催化剂种类及其用量对石墨化度的影响。结果表明：硼以固溶体的形式存在Ｃ／Ｃ复合材料，通过吸电子断键、代替碳原子消除缺陷等机理形式，使最难石墨化的玻璃碳和     

3种高强中模型PAN基碳纤维的微观结构比较

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、小角X射线散射仪对国产的两种高强中模型碳纤维与日本东丽T800H碳纤维的结构进行表征,比较了它们的表面形貌、断面形貌、石墨微晶结构和微孔结构。结果表明,国产的高强中模型碳纤维的表面形貌优于日本T800H,但在断面形貌、石墨微晶结构和微孔结构等微观结构上仍有一定差距,需从工艺上进行改进。     

机械合金化方法制备的Nd（Fe,V,Ti）12Ny磁体的结构与磁性

采用Ｘ射线和磁性测量研究了退火机械合金化ＮｄＦｅ１０．５＋０．５ｘＶ（１－Ｘ）Ｔｉｘ合金相的形成和磁学性能。根据Ｘ射线和初始交流磁化的结果作出了ＴｈＭｎ１２结构１－１２相的形成与钛的含量,退火温度的关系图。     

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料滑动摩擦转移膜的ESCA研究

碳纤维增强聚醚醚酮在滑动时形成的转移膜对其摩擦这性能有重要影响、本文对此转移膜进行了Ｘ射线光电子能谱化学分析，表明，与纯聚醚醚酮和聚醚醚酮＋聚四氟乙烯相比，碳纤维增强聚醚醚酮形成的转移膜最薄，连续性与均匀性最好，因此其摩擦学生能最好。转移膜的成份沿着其深度方向发生变化，表明此膜中石墨和聚四氟乙烯存在着优先转移。     

机械球磨下石墨结构的畸变

对石墨进行机械球磨处理,并用Ｘ射线、拉曼散射和高分辩电子显微镜对其结构进行了研究．经过１５０ｈ球磨后,石墨原有的晶体结构被破坏．引入多种缺陷的同时,石墨层发生了剥离和卷曲,形成了多边形粒子和纳米弓形等具有高度弯曲石墨面的纳米结构．经过２５０ｈ球磨后,石墨层状结构完全断裂和破坏;形成了由纳米级的基本结构单元(ＢＳＵ)组成的多孔碳．经过３０００℃热处理后,这种多孔碳并不能恢复成石墨组织结构．     

非晶态Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的结构弛豫研究

利用Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱，同步辐射小角Ｘ射线散射和大角Ｘ射线衍射等实验技术对非晶态Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９合金的结构弛豫行为进行了研究。结果表明：晶化前退火引起原子结构，磁畴结构，电子密度的一系列变化；自由体积不断减少，沿条带平面内的宽畴成分增加，表面俦晶化；晶化前在４００℃时形成了Ｃｕ的团簇结构，并引入了很大的电子密度不均匀性。     

不同商品化聚丙烯腈基碳纤维的微观结构研究

利用X射线衍射对比研究了日本东丽、东邦和国产3种牌号聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的微观结构。通过分析不同牌号的PAN基碳纤维晶体结构与石墨晶体结构的区别,以及不同牌号的PAN基碳纤维力学性能与微观结构的关系,表明了引起PAN基碳纤维力学性能差异的主要因素为石墨化程度、内部缺陷、晶粒尺寸大小以及晶粒排列规整程度。     

非晶态Fe_（73．5）Cu_1Nb_3Si_（13．5）B_9合金的结构弛豫研

利用Ｍｓｓｂａｕｅｒ谱，同步辐射小角Ｘ射线散射和大角Ｘ射线衍射等实验技术对非晶态Ｆｅ（７３．５）Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ（１３．５）Ｂ９合金的结构弛豫行为进行了研究。结果表明：晶化前退火引起原子结构，磁畴结构，电子密度的一系列变化；自由体积不断减少，沿条带平面内的宽畴成分增加，表面优先晶化；晶化前在４００℃时形成了Ｃｕ的团簇结构，并引入了很大的电子密度不均匀性。     

用正电子湮没技术研究退火温度对FeCuNbSiB合金微观缺陷的影响

利用正电子湮没技术结合Ｘ－射线衍射分析了Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９纳变软磁合金在不同退火温度下，微观缺陷与相应相结构和软磁性能的变化规律。     

碳纤维／PF尼龙复合材料性能及界面研究

制备了碳纤维／ＰＦ尼龙复合材料，采用Ｘ光电子能谱仪及化学滴定法定量分析了碳纤维表面的含氧状况，利用扫描电镜研究了碳纤维的表面形态及碳纤维／ＰＦ尼龙复合材料的界面形态，探讨了碳纤维表面形态和含氧量对复合材料力学性能和界面粘结状况的影响。结果表明，规整ＣＦ表面的羧基与ＰＦ尼龙分子中的胺基发生化学键合是复合材料具有良好力学性能及界面具有良好粘结的主要因素。     

CF/PMR-15复合材料界面的直观分析与材料性能的研究

本文采用透射电镜(TEM)对碳纤维/聚酰亚胺复合材料(简称CF/PMR-15)界面形态、界面结构进行了TEM分析,结果表明:CF/PMR-15的界面形态、界面结构与CF的表面性质有关,且对CF/PMR-15的宏观性能有一定的影响。     

PAN基预氧丝碳化过程中温度对其结构与性能的影响

本文利用近代测试技术对PAN基预氧丝在不同温度下碳化时的结构与性能的变化关系作了探讨,得出了碳化温度对其结构与性能的影响的一些规律。     

硝酸法PAN基预氧丝在碳化期间分子结构的变化

利用气相色谱技术分离和鉴定了硝酸法ＰＡＮ基预氧丝在碳化期间所生成的主要特征气态组分ＣＯ２、ＣＯ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２、ＣＨ４、ＮＨ３、ＨＣＮ和Ｎ２以及它们在此过程中的变化规律。用Ｘ射线衍射技术测字该纤维在碳化过程中的微观结构的变化，研究了微晶参数与碳化温度之间的关系，同时，还用热重分析和元素分析手段考察了预氧丝的热裂解与分子组成变化的规律，提出了在此过程中大分子链段发生热解，形成环状分子交联和向层面     

中间相沥青基石墨纤维的微观结构

本文用透射电镜、X 射线衍射分析等方法观察和分析了辐射状中间相沥青基石墨纤维的显微结构。结果表明,中间相沥青基石墨纤维中同时存在着有序石墨和乱层石墨两种相。在有序石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较高,且在纵向沿纤维轴高度择优取向,在横向则基本上沿径向排列。有序石墨微晶一般呈略有弯曲的片状,并具有分枝结构,微晶在纵向沿纤维轴交错排列,而在横向则沿径向从芯部向表层不断延伸、分叉和交织。在乱层石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较差,且沿纤维轴的择优取向程度较低。乱层石墨相一般镶嵌在有序石墨微晶之间。此外,在某些地方还存在着严重的晶格畸变。     

碳纤维蜂窝夹层结构动特性分析

对碳纤维蜂窝夹层结构的动力学问题进行了深入分析。将碳纤维网格表面等效为正交异性薄板,铝蜂窝夹芯按蜂窝实际受力情况和尺寸大小等效为三维正交异性体,并考虑到为了防止失稳破坏而进行的蜂窝局部加密、碳纤维表板加厚及结构局部加强。所建模型经复杂结构有限元方法分析,结果和试验相吻合,表明等效模型是合理的,方法是正确的。     

The Ni-plated carbon fiber as a tracer for observation of the fiber orientation in the carbon fiber reinforced plastic with X-ray CT

Microfocus X-ray computed tomography (XCT) is effective to evaluate the 3-dimensional (3D) structure (position and orientation) of the fillers in the composites. However, the observation of the carbon fiber (CF) in resin by XCT is not easy due to the small difference between X-ray attenuation coefficient of CF and that of resin. We conducted XCT scanning of carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) containing Ni-plated CF. The fiber orientation can be clearly observed in CT images due to a large X-ray attenuation coefficient of Ni-plating. Ni-plated CF essentially showed the same fiber orientation as that of normal CF. We also carried out the 3D characterization of the fiber orientation in an injection-molded dumbbell specimen with weld line. The fibers around the weld line are oriented perpendicular to the longitudinal direction of the specimen.     

碳纤维表面等离子接枝及对碳纤维/PAA复合材料ILSS的影响

将碳纤维预浸芳基乙炔后进行空气等离子处理,使芳基乙炔接枝在碳纤维上,并用扫描电镜、红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、拉曼光谱等多种方法进行研究。结果表明经过等离子处理以后的碳纤维/芳基乙炔复合材料的层间剪切强度(ILSS)最大可提高12.4%,而碳布接枝了PAA单体以后,可使复合材料的层间剪切强度最大提高到51.27%。      

Advances in Insight of Radial Heterogeneous Microstructure and Its Relevance to Mechanical Properties of Polyacrylonitrile-Based Carbon Fibers

Polyacrylonitrile-based carbon fibers (CFs) have demonstrated unparalleled physical and mechanical properties and are considered a promising material for aerospace, transportation, medical devices, and other applications. However, the current understanding of the heterogeneous structure of carbon fiber is still vague, and the relationship between the heterogeneous structure and the mechanical properties of carbon fiber is also unclear. In this review, the literature on the radial heterogeneous structure of CFs is summarized from four points of view: morphological structure, physical properties and chemical structures, mechanical properties, and structural models by combining different characterization tools such as nanoindentation, nanoscale infrared spectroscopy, and synchrotron wide-angle X-ray diffraction. First, the size and orientation of graphite microcrystalline, the degree of graphitization, density distribution, modulus distribution, chemical functional group distribution, and other physical and chemical properties of carbon fiber cross-sectional structures are discussed. Afterward, the relationship between the mechanical properties of carbon fiber and the heterogeneous structure is analyzed. Finally, the currently accepted models of the heterogeneous structure of carbon fibers are summarized and made some suggestions for research on the heterogeneous structure of carbon fibers.     

无环氧树脂基碳纤维束自监测功能

土木工程领域所用环氧树脂基碳纤维与工业化生产的碳纤维复合材料中的碳纤维存在状态有一定的差别, 即土木工程领域的环氧树脂基碳纤维束内部部分碳纤维实际常处于无环氧树脂基状态。对无环氧树脂基的碳纤维束的力-电性能进行了系统的试验研究, 试验结果表明, 无环氧树脂基碳纤维束的电阻变化率随应变增大而线性增加。对无环氧树脂基的碳纤维束的破坏过程进行了分析, 揭示了断裂碳纤维丝与非断裂碳纤维可能存在搭接和不搭接两种状态, 在单根碳纤维丝强度服从Weibull 概率分布的基础上, 建立了能够描述上述两种状态的变结构碳纤维束的力电本构关系模型。通过计算结果与试验结果的比较, 验证了所建立模型的正确性。