国产高模碳纤维增强复合材料性能研究

本文研究了国产高模M55J级碳纤维增强两种氰酸酯基体成型工艺及相应的力学性能,并将其与国产M55J/环氧体系、东丽M55J/环氧体系进行性能对比。结果表明：该试验批次国产高模M55J级碳纤维复丝拉伸强度平均值略高于东丽M55J碳纤维,模量高出11%;经过工艺优化后,国产M55J/氰酸酯两种体系力学性能均有所提升,性能指标最高可提升28%;通过对比环氧体系,证实国产高模M55J/氰酸酯体系与应用成熟的东丽M55J/环氧体系力学性能相当甚至更优,能够满足国产高模碳纤维复合材料工程应用替代的要求。     

M60J高强高模碳纤维关键制备技术获突破

<正>2018年3月20日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所制备出拉伸强度5.24 GPa、拉伸模量593 GPa的高强高模碳纤维,实现了国产高强高模碳纤维M60J关键制备技术的突破。2016年1月,宁波材料所在国内率先实现国产M55J制备技术重大突破,同年9月进行了制备技术验证,并获得拉伸强度4.15 GPa、拉伸模量585 GPa的高强高模碳扦维。后续研究进一步实现了国产M55J高强高模碳纤维连续稳定生产,纤维主体性能批间批内离散系数<5%。     

宁波材料所成功制备高强高模碳纤维M60J

正近日,宁波材料所在国产高强高模碳纤维关键制备技术方面取得重要进展,制备得到拉伸强度5.24 GPa、拉伸模量593 GPa的高强高模碳纤维,实现国产M60J关键制备技术的突破。高强高模碳纤维具有拉伸模量高、热膨胀系数小、     

国产高强高模PAN基碳纤维预浸料的制备及性能研究

以国产CNI QM55高强高模聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、氰酸酯树脂为原料,利用热熔法制备高强高模PAN基碳纤维预浸料,通过纤维面密度、树脂含量、挥发分含量等来评价预浸料的物理性能,结合单向板的微观形貌与层间剪切强度分析单向板的界面结合性能,并对预浸料铺制单向板的力学性能进行表征。结果表明：CNI QM55碳纤维预浸料的纤维面密度为145 g/m²,树脂质量分数为35.5%,挥发分质量分数为0.164%,预浸料的物理性能满足复合材料的性能要求;以CNI QM55碳纤维预浸料制备的单向板0°拉伸强度为2 429 MPa, 0°拉伸模量为328.4 GPa,弯曲强度为1 171 MPa,弯曲模量为280 GPa,压缩强度为783 MPa,压缩模量为257 GPa,层间剪切强度为65.2 MPa,具有较好的界面黏接性能和力学性能,可满足加工应用要求。     

中科院宁波材料所高强高模碳纤维国产化制备技术取得重大突破

正2016年1月28日,中科院宁波材料所特种纤维事业部在高强高模碳纤维国产化制备技术领域取得了重大突破,制备得到的高性能碳纤维拉伸强度为4.86 GPa,拉伸模量为541 GPa,在模量达到国外同类产品M55J(540 GPa)的同时,其拉伸强度远优于M55J产品(4.02 GPa),从而打破了国外在该领域的技术垄断并填补了国内的技术空白。     

高模高强MJ系列炭纤维

本文介绍日本东丽公司研制生产的高模、高强“MJ”系列炭纤维。“MJ”系列炭纤维不仅具有高模量,也具有高强度。该系列中最高模量的M60J,模量高590GPa,强度达3.8GPa。将“MJ”系列炭纤维与几种沥青炭纤维进行了比较,并介绍了“MJ”系列炭纤维/3620环氧树脂复合材料的机械性能和性能与结构之间的关系。     

不同直径的T800级高强中模碳纤维的结构对比

对自制的两种不同直径的T800级高强中模碳纤维(NBF1,NBF2)的结构与性能进行了研究,并与日本东丽公司T800碳纤维进行了比较。结果表明:NBF1,NBF2的直径分别为5. 64,6. 31μm,均高于日本东丽公司T800碳纤维(5. 45μm),截面比日本东丽公司T800碳纤维规整; NBF1,NBF2的拉伸强度分别为5. 58,5. 56 GPa,略高于日本东丽公司T800碳纤维(5. 52 GPa),拉伸模量分别为293,295 GPa,略高于日本东丽公司T800碳纤维(290 GPa),断裂伸长率分别为1. 97%,1. 89%,均高于日本东丽公司T800碳纤维(1. 80%); NBF2的石墨微晶层间距为0. 352 7 nm,显著低于日本东丽公司T800碳纤维(0. 355 5 nm),NBF2具有更高的石墨化程度;碳纤维表面无序化程度越低,其拉伸强度越高。     

日本公司研制出T1100G级新型高强高模碳纤维材料

正据美国复合材料世界网站2014年3月10日报道,日本东丽工业公司报道,其开发出一种新型高强高模碳纤维,称为TORAYCA T1100G;同时开发出了TORAYCA T1100G高性能预浸料(树脂浸渍碳纤维薄板)。东丽宣称同时实现碳纤维的高拉伸强度和高拉伸模量在技术上难以实现。东丽利用碳化技术,在纳米尺度上精确控制纤维结构。与东丽现有的应用于航空航天中的碳纤维     

TDE-85/AG-80环氧树脂基复合材料微观形貌与力学性能分析

选用两种耐高温多官能团环氧树脂TDE-5和AG-80为基体,T300碳纤维为增强体制备了复合材料单向板,纤维体积含量均为60％。实验测得TDE-85树脂基体复合材料单向板的弯曲模量为74．26GPa,弯曲强度为1061．4MPa,层间剪切强度（ILSS）为54．05MPa;AG-80树脂基体复合材料单向板弯曲模量为55．73GPa,弯曲强度为840．52MPa,层间剪切强度（ILSS）为44．84MPa。前者的弯曲强度、弯曲模量与剪切强度也分别高出后者26．3％、33．2％与20．5％。实验对弯曲试样断口微观形貌的受压部分和受拉部分进行了SEM和高倍数码显微镜观察。结果显示,AG-80树脂基与碳纤维的界面结合情况较差,纤维成束被拔出,纤维表面几乎没有树脂。TDE-85树脂基与碳纤维界面结合情况较好,纤维与树脂结合比较紧密,断面较为平整,只有少量纤维拔出,表面粘附大量树脂。     

韩国晓星开发高强中模碳纤维 强度高于T800

正据外媒称,韩国晓星高新材料(株)(Hyosung Advanced Materials Corp.)碳纤维业务部开发了一种适用于下一代航空主次结构件的新型高强中模碳纤维。目前,该型号碳纤维仅有24k丝束产品,6k和3k的产品也即将面世。晓星官方表示,该型号碳纤维产品的拉伸强度高于国际市场上现有的中等模量碳纤维。主要力学性能包括,拉伸强度6120MPa,弹性模量293GPa(东丽T800碳纤维拉伸强度5490MPa,弹性模量294GPa)。目前,该产品有无上浆剂(适合热塑性树脂)     

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。     

高模量碳纤维的现状及发展(2)

主要介绍了国内外聚丙烯腈基和沥青基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。⑴高模量碳纤维的发展方向:1980年代,两大高模量碳纤维都朝着高强高模方向发展,以满足飞机主承力结构件高强高模并重的需要,因而促使高模量碳纤维的性能从单一高模化向高强高模化方向迈进,如东丽公司的M50J和M60J的抗拉伸强度(σ)分别为4.12 GPa和3.92 GPa,抗拉伸模量(E)分别为475 GPa和588 GPa,与M50(σ:2.45 GPa,E:490 GPa)相比均大幅度提高;1990年代率先研制出XN-70(σ:3.3 GPa,E:690 GPa)和FT-700(σ:3.3 GPa,E:700 GPa)沥青基高强高模碳纤维产品不久,美国AMOCO公司也生产出Thorne K-1000(σ:3.1 GPa,E:956 GPa)商品,满足了工业界的需求。⑵原丝的品质是提升高强高模碳纤维性能的关键:人们特别关注聚合物单体、溶剂、环境等的净化,以及聚合纺丝工艺参数的选择和调整,目的是如何能生产出低灰份杂质,细直径,高碳收率,高取向度和结晶度,毛丝少,柔韧性好,均匀稳定的优质原纤维。优质原纤维是制备高强高模的物质基础。⑶热处理制备工序、设备选型及工艺参数的调控也是提高高强高模碳纤维性能不可或缺的条件:人们在热处理过程用DSC-TG(热分析仪)、EA(元素分析仪)、FE-SEM(场发射扫描电镜)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XES(X-射线能谱仪)、XRD(X-射线衍射仪)、Raman(拉曼光谱)、NMR(核磁共振仪)、STM(原子力显微镜)和AAS(原子吸收光谱)等先进的测试分析方法以及万能材料试验机等,研究各工序的工艺参数对产品性能和结构的影响,并详细的用图表阐述之。前人研究的成果加速了世界高强高模碳纤维性能的提升。进而提出了提高我国高强高模碳纤维的关键技术(例如研制非硅系新油剂,加强各工序的净化度和设备加工精度,强化工艺参数调控精度和加强灵活可变性,分析测试的准确度和测试方法的统一性等)。同时简介了高模量碳纤维的应用领域和前景。     

院士为碳纤维发展指明方向

中国工程院院士杜善义在近日于宁波举行的2013全国碳纤维产业发展大会上指出,未来碳纤维产业技术将向高性能、低成本、高可靠性方向迈进。杜善义表示,目前在高性能碳纤维领域,继T800、T1000之后,HS、M65J等高强、高模碳纤维也得到了充分的重视和发展。T1000系列碳纤维抗拉模量为295GPa,拉伸强度达7．05GPa;M65J高强高模型纤维抗拉模量达640GPa,抗拉强度为3．62GPa。     

高模量碳纤维的现状及发展(3)

主要介绍了国内外聚丙烯腈基和沥青基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。⑴高模量碳纤维的发展方向:1980年代,两大高模量碳纤维都朝着高强高模方向发展,以满足飞机主承力结构件高强高模并重的需要,因而促使高模量碳纤维的性能从单一高模化向高强高模化方向迈进,如东丽公司的M50J和M60J的抗拉伸强度(σ)分别为4.12 GPa和3.92 GPa,抗拉伸模量(E)分别为475 GPa和588 GPa,与M50(σ:2.45 GPa,E:490 GPa)相比均大幅度提高;1990年代率先研制出XN-70(σ:3.3 GPa,E:690 GPa)和FT-700(σ:3.3 GPa,E:700 GPa)沥青基高强高模碳纤维产品不久,美国AMOCO公司也生产出Thorne K-1000(σ:3.1 GPa,E:956 GPa)商品,满足了工业界的需求。⑵原丝的品质是提升高强高模碳纤维性能的关键:人们特别关注聚合物单体、溶剂、环境等的净化,以及聚合纺丝工艺参数的选择和调整,目的是如何能生产出低灰份杂质,细直径,高碳收率,高取向度和结晶度,毛丝少,柔韧性好,均匀稳定的优质原纤维。优质原纤维是制备高强高模的物质基础。⑶热处理制备工序、设备选型及工艺参数的调控也是提高高强高模碳纤维性能不可或缺的条件:人们在热处理过程用DSC-TG(热分析仪)、EA(元素分析仪)、FE-SEM(场发射扫描电镜)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XES(X-射线能谱仪)、XRD(X-射线衍射仪)、Raman(拉曼光谱)、NMR(核磁共振仪)、STM(原子力显微镜)和AAS(原子吸收光谱)等先进的测试分析方法以及万能材料试验机等,研究各工序的工艺参数对产品性能和结构的影响,并详细的用图表阐述之。前人研究的成果加速了世界高强高模碳纤维性能的提升。进而提出了提高我国高强高模碳纤维的关键技术(例如研制非硅系新油剂,加强各工序的净化度和设备加工精度,强化工艺参数调控精度和加强灵活可变性,分析测试的准确度和测试方法的统一性等)。同时简介了高模量碳纤维的应用领域和前景。     

高模量碳纤维的现状及发展(1)

主要介绍了国内外聚丙烯腈基和沥青基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。⑴高模量碳纤维的发展方向:1980年代,两大高模量碳纤维都朝着高强高模方向发展,以满足飞机主承力结构件高强高模并重的需要,因而促使高模量碳纤维的性能从单一高模化向高强高模化方向迈进,如东丽公司的M50J和M60J的抗拉伸强度(σ)分别为4.12 GPa和3.92 GPa,抗拉伸模量(E)分别为475 GPa和588 GPa,与M50(σ:2.45 GPa,E:490 GPa)相比均大幅度提高;1990年代率先研制出XN-70(σ:3.3 GPa,E:690 GPa)和FT-700(σ:3.3 GPa,E:700 GPa)沥青基高强高模碳纤维产品不久,美国AMOCO公司也生产出Thorne K-1000(σ:3.1 GPa,E:956 GPa)商品,满足了工业界的需求。⑵原丝的品质是提升高强高模碳纤维性能的关键:人们特别关注聚合物单体、溶剂、环境等的净化,以及聚合纺丝工艺参数的选择和调整,目的是如何能生产出低灰份杂质,细直径,高碳收率,高取向度和结晶度,毛丝少,柔韧性好,均匀稳定的优质原纤维。优质原纤维是制备高强高模的物质基础。⑶热处理制备工序、设备选型及工艺参数的调控也是提高高强高模碳纤维性能不可或缺的条件:人们在热处理过程用DSC-TG(热分析仪)、EA(元素分析仪)、FE-SEM(场发射扫描电镜)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XES(X-射线能谱仪)、XRD(X-射线衍射仪)、Raman(拉曼光谱)、NMR(核磁共振仪)、STM(原子力显微镜)和AAS(原子吸收光谱)等先进的测试分析方法以及万能材料试验机等,研究各工序的工艺参数对产品性能和结构的影响,并详细的用图表阐述之。前人研究的成果加速了世界高强高模碳纤维性能的提升。进而提出了提高我国高强高模碳纤维的关键技术(例如研制非硅系新油剂,加强各工序的净化度和设备加工精度,强化工艺参数调控精度和加强灵活可变性,分析测试的准确度和测试方法的统一性等)。同时简介了高模量碳纤维的应用领域和前景。     

碳纤维表面处理对CF/PP复合材料力学性能的影响研究

本文采用东丽碳纤维制备了碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料,对所制备复合材料的力学性能进行了研究,并进一步结合复合材料断面扫描电镜照片,研究了CF表面处理对复合材料拉伸强度和拉伸模量的影响。结果表明,对碳纤维进行强酸表面处理后,东丽碳纤维的增强效果明显。     

高强高模PAN基石墨纤维的制备研究

以国产T800级PAN基碳纤维为原料,通过调整石墨化温度和牵伸率,制备出拉伸强度3.8 GPa和拉伸模量450 GPa的石墨纤维。研究发现,拉伸模量随石墨化处理的温度升高和牵伸比的增加而提高,而其拉伸强度随牵伸比的增加而下降。进一步分析石墨化处理过程中纤维微观结构参数发现,微观有序化和高取向是制备高强高模石墨纤维的关键。     

碳纤维/石英纤维混杂树脂基复合材料力学性能研究

研究了石英纤维与T700级碳纤维层间混杂树脂基复合材料的拉伸、压缩和面内剪切性能。研究结果表明,对于单向铺层的材料,相较纯石英纤维树脂基复合材料,混杂工艺能够使石英纤维树脂基复合材料的拉伸模量,从41.5 GPa增大到86.7 GPa,性能提升约109%,拉伸破坏强度保持相对稳定;压缩模量从40.1 GPa增大到77.1 GPa,压缩破坏强度保持相对稳定;对于材料的面内剪切性能没有明显影响。对于试验设计的多向铺层的材料,拉伸模量也提升了约55%,压缩模量提升了约50%,层合板的剪切模量提升60%。研究表明纤维混杂工艺能够明显改善石英纤维复合材料的刚度性能。     

高强高模碳纤维技术获得新进展

正宁波材料所特种纤维事业部在高强高模碳纤维国产化制备技术领域取得了重大突破,制备得到的高性能碳纤维拉伸强度为4.86 GPa、拉伸模量为541 GPa,在模量达到国外同类产品性能(540 GPa)的同时,拉伸强度远优于国外产品,从而打破了国外在该领域的垄断并填补了国内技术空白。高强高模碳纤维又称为石墨纤维,与传统高强碳纤维相比,其含碳量高达99%以上,且具有更高的模量。此     

北京化工大学研发高模高强碳纤维

<正>2015年4月,由北京化工大学承担的北京市科委新材料专项课题"M40J高模高强碳纤维国产化制备技术研发"通过专家验收。M40J高模高强碳纤维是支撑航天技术发展的重要结构材料。该课题突破了国产M40J级高模高强碳纤维石墨微晶叠层厚度的调控、原丝拉伸匹配和预氧化环状结构含量控制等关键技术,形成了原丝和预氧化碳化石墨化的完整制备工艺,能满足卫星结构用碳纤维的基础指