碳纤维丝束结构对碳纤维/酚醛复合材料烧蚀性能的影响EI北大核心CSCD

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电镜对复合材料烧蚀形面进行观察,并通过固体火箭发动机对复合材料的烧蚀性能进行考核验证。研究结果表明:以这两种结构形式的碳纤维为增强剂制备的碳/酚醛复合材料,其氧乙炔质量烧蚀率的大小与碳纤维丝束的大小具有正相关的特性,碳纤维丝束越小碳纤维质量烧蚀率越低,当碳纤维增强剂处于单丝状态时,复合材料的氧乙炔质量烧蚀率达到最低为0.046 g/s,并且碳纤维的型号规格对复合材料氧乙炔质量烧蚀率的影响变小。固体火箭发动机实验表明,单丝状态下的碳纤维/酚醛复合材料的抗烧蚀冲刷性能明显优于束状碳纤维/酚醛复合材料。     

大丝束PAN纤维热反应特性及其在连续预氧化过程中的结构性能演变

利用热应力、DSC、FTIR、元素分析(EA)、XRD及力学性能、密度等测试表征手段,结合小丝束(24K)聚丙烯腈(PAN)原丝,解析了大丝束(48K) PAN原丝的热反应特性,并采用50 min连续预氧化制备高性能大丝束碳纤维,研究了大丝束PAN原丝连续预氧化过程中的结构性能演变规律。结果表明,大丝束PAN纤维的化学热应力是小丝束的1.13～1.43倍,且启动温度更低,当温度为250℃时,化学热应力差值最大,对应大丝束纤维密度为1.316 g/cm³;纤维内准晶区在反应初期即大量转化为无定形状态,准晶区晶粒尺寸呈现先增大后减小的趋势;50 min连续预氧化制备的大丝束碳纤维单丝拉伸强度和拉伸模量分别为4 240 MPa和244 GPa,相关力学性能达到市售国外大丝束碳纤维同等水平。     

TeXtreme丝束展开碳纤维织物在滑雪板中大显身手

滑雪板制造商Fanatic Snowboards使用TeXtreme丝束展开碳纤维织物制作了最新的优质滑板模型,使用这材料生产的高性能滑雪板Blade和Duoblade是市场上同类产品中最轻的。运动员对Blade和Duoblade滑雪板进行了长达一年的测试,并且2011年冬天成功进入市场。     

我国碳纤维行业现状和发展趋势分析

碳纤维是具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、导电和导热等优异性能的化工新材料,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃,具有碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性,密度不到钢的1/4,抗拉强度却是钢的7～9倍,抗拉弹性也高于钢。碳纤维     

大孔活性碳纤维的初探

活性碳纤维的孔大小和结构对于被吸附物质的分子大小起着决定作用。使用常规方法只能获得孔宽度小于 2nm的微孔活性活性碳纤维 ,近年来采用一些特殊方法也只能获得中孔型。本实验采用高膨润度值的粘胶纤维 ,在国内首次制得了表面具有大孔分布的大孔活性碳纤维 ,以浓度为4 0g/L的磷酸三铵溶液浸泡 ,获得的活性碳纤维表面大孔覆盖率达 3个 / μm2 ,其大孔主要分布在 5 0～2 0 0nm之间     

碳纤维的现状与新发展EI

碳纤维是先进复合材料最重要增强材料，世界各国对发展碳纤维都给予高度重视。碳纤维在经历了９０年代初期的相对稳定期后，进入了一个高速发展的新阶段。     

不同初始结构碳纤维石墨化进程趋同性研究

为优化碳纤维的石墨化工艺,利用拉曼光谱对碳纤维在石墨化过程中的结构变化进行了研究,分析比较了两种碳纤维石墨化进程的异同.结果表明:纤维在高温下发生脱氮与石墨化转变反应,脱氮反应会在石墨微晶中留下分子级空洞,氮原子脱除越多,微晶内空洞越多;石墨化转变促使石墨微晶生长、结构完善.两种纤维氮元素含量不同造成其初始结构不同,氮含量越低,纤维石墨化程度越高.氮原子脱除程度不同引起两种纤维石墨化进程存在差异,热处理温度高于1 800℃时,不同初始结构碳纤维中的氮原子都脱除完全,纤维中碳化学结构趋于相同,石墨化进程出现趋同性.     

块体纳米晶材料的大塑性变形制备技术

综述了块体纳米材料大塑性变形(SPD)制备技术的工作原理及分类.SPD技术按材料的细化机制一般可分为大塑性扭转挤压法(SPTS)、等径角挤压法(ECAP)和多重锻压法(Multi-forging).重点讨论了SPTS和ECAP工艺的切变机制及其工艺参数,同时分析了这两种工艺的优缺点,并在此基础上提出了一些解决方案.     

浅析桥梁碳纤维复合材料加固技术

碳纤维复合材料加固技术是将碳纤维布（或板）用树脂类胶结材料粘贴于混凝土表面,利用碳纤维的高强度和高弹模来对混凝土结构或构件进行补强加固,恢复或提高其承载力。对损坏的桥梁修复加固起了重大作用。     

热熔法制备大丝束炭纤维预浸料工艺研究

简要介绍了热熔法制备大丝束炭纤维(60K)预浸料的工艺过程,并着重对影响预浸料质量的几个主要因素进行了讨论,结果表明,严格控制预浸温度、纤维张力、预浸压力和运行速度等因素是保证大丝束炭纤维充分展开和浸润的技术关键.     

PAN碳纤维在高温石墨化过程中密度的变化规律

研究了在一定牵伸与走丝速度下,经不同石墨化温度(2000～2800℃)的处理,聚丙烯腈基碳纤维密度的变化规律,同时研究了密度与碳纤维的力学性能、微观结构参数之间的关系.结果发现:在其它条件一定的情况下,碳纤维的密度随热处理温度的升高而增大,碳纤维的抗拉强度则随碳纤维密度的增大呈近线性减小,而抗拉模量随碳纤维密度的增大呈近线性增大.此外,碳纤维的微晶取向度与微晶尺寸(Lc、La)均随其密度的增大而增大.     

Anodic oxidation of pitch-precursor carbon fibers in ammonium sulfate solutions: Batch screening treatment results

Batch anodic electrochemical treatments in solutions of ammonium sulfate have been evaluated as methods of improving the adhesion of high-modulus, pitch-precursor carbon fibers with an epoxy matrix. Such treatments in concentrated solutions at high current densities resulted in over two-fold improvements in the fiber/matrix interfacial shear strength. Subsequent characterization suggested that these increases could not be significantly attributed to increases in chemical interactions between the fiber and matrix material.     

短切碳纤维与铁氧体在低频电磁屏蔽混凝土中的实验研究

介绍了掺短切碳纤维和铁氧体粉末的电磁屏蔽混凝土的制备，测试了样品的电磁屏蔽性能，并比较了3与6mm短切碳纤维及其与铁氧体的复合结构在吸波混凝土中的屏蔽效能，分析、总结了实验样品中反映出来的规律，为设计高性能电磁屏蔽混凝土提供了依据。     

我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考

航空工业发展, 尤其新一代大型民用飞机的研制, 带动并促进了复合材料技术的飞速发展。先进复合材料在新一代大型民用飞机上的成功应用, 为未来民用飞机的发展确立了新的标准和市场准入门槛。欧美先后制订并实施了一系列航空复合材料研究计划促进复合材料技术的发展, 并取得成功。国内复合材料技术经过多年发展虽然有一定基础, 但在原材料开发、产品设计、制造及质量监控、技术转化等许多方面与国外相比还存在较大差距。在国家确立大型飞机重大研究专项的背景下, 为满足我国大型客机研制的需要, 大力促进我国复合技术水平快速提升, 我们要从发展策略、组织管理、技术研究和产业发展等方面开展工作, 实现我国复合材料技术的跨越式发展。      

Controlled syntheses of carbon spheres in a swirled floating catalytic chemical vapour deposition vertical reactor

Onion-like graphite structures, also called carbon spheres (CSs), represent another new allotropic nanophase of carbon materials, which can be potentially used as single electron devices, magnetic refrigerators, nanodiodes, nanotransistors, nanoball bearings, insulator lubricants as well catalyst supports. In this study, carbon nanospheres were synthesised in a vertical swirled floating catalytic chemical vapour deposition reactor for the first time. This process allows for continuous and large scale production of these materials. The CSs were obtained by the pyrolysis of acetylene in an inert atmosphere. The effect of pyrolysis temperatures and the flow rate of argon carrier gas on the size, quality and quantity of the synthesised CSs were investigated. Transmission electron microscope analysis of the carbon material revealed graphitic spheres with a smooth surface and a uniform diameter that could be controlled by varying reaction conditions (size: 50–250 nm). The materials were spongy with very low density. The CS production rate was found to increase with the increase in pyrolysis temperature (900–1000°C) and with flow rates of the carbon source (70–370 mL min^?1) and carrier gas (70–480 mL min^?1). Thermogravimetric analysis, powder X-ray diffraction and carbon, hydrogen and nitrogen analysis of the samples revealed that the products mainly contained CSs (98% carbon) and Raman spectroscopy revealed that the degree of graphitisation increased with the increase in pyrolysis temperature (900–1000°C).     

极区海洋碳池变化性和脆弱性及其探测工程技术

利用中国南极考察和北极科学考察在南大洋和西北冰洋开展的连续围绕大气和表层海水pCO2:及其相关参数观测和海气CO2通量评估,阐述南大洋和西北冰洋碳池的年际变化性,分析探讨其脆弱性,并展望了极区海洋碳池探测工程技术.