PAN预氧纤维径向结构分布特征对石墨纤维的影响

径向结构是实现PAN基石墨纤维高模高强化的重要影响因素之一,有效调控、优化石墨纤维径向结构分布特征对制备高性能石墨纤维具有重要的指导意义。通过对径向分布特征不同的预氧纤维进行炭化、石墨化处理,研究PAN预氧纤维径向结构分布特征对石墨纤维径向结构分布特征和力学性能的影响。结果表明,石墨纤维径向结构是在预氧纤维径向结构上继承发展而来,含有较多共轭结构的预氧纤维皮部区域在炭化、石墨化处理后石墨化程度较高,有利于纤维力学性能提高,但过高的预氧化温度不仅使纤维中含氧结构增多,还使石墨纤维径向结构差异过大,导致石墨纤维的结构致密性下降,皮芯间产生剪切应力,纤维承载能力下降,力学性能受损。     

B-C掺杂SiC纤维的制备及其性能研究

以聚碳硅烷、聚硼硅氮烷和二甲苯可溶沥青为原料通过低温共混得到了一种B-C掺杂SiC前驱体, 再经熔融纺丝、预氧化以及高温热处理制得B-C掺杂SiC纤维。采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对B-C掺杂SiC前驱体及其纤维的组成和微观结构进行了分析和表征, 主要研究了热处理温度对纤维组成、结构、力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明: 硼的引入有效地抑制了高温热处理过程中SiC晶粒的长大, 提高了C掺杂SiC纤维的稳定性; B-C掺杂碳化硅纤维经1600 ℃处理后主要由β-SiC组成, 并含有少量的O、B和N。B-C掺杂SiC纤维抗氧化性能优于C掺杂SiC纤维, 这主要归因于掺杂纤维在高温氧化过程中形成的硼硅酸盐玻璃膜对其内部的沥青炭起到了很好的氧化防护作用。     

纳米羟基磷灰石/玉米醇溶蛋白复合超细纤维的制备与性能

利用静电纺丝制备出纳米羟基磷灰石(nHA)/玉米醇溶蛋白(zein)复合超细纤维。通过场发射扫描电镜、透射电镜观察了纳米羟基磷灰石/玉米醇溶蛋白复合超细纤维的形貌;利用红外光谱仪、X射线衍射仪对纳米羟基磷灰石/玉米醇溶蛋白复合超细纤维结构和性能进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,随着超细纤维中羟基磷灰石含量的增加,纤维的直径先减小后增大,纤维中纳米羟基磷灰石的结晶逐渐变好。相比于玉米醇溶蛋白超细纤维,含有质量分数为25%羟基磷灰石的复合超细纤维仍具有较好的力学性能。     

耐高温的SiC(Al)纤维

聚硅碳硅烷 (PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)₃)在一定条件反应制备了耐高温SiC(Al)纤维先驱体聚铝碳硅烷( PACS)。PACS通过熔融纺丝、预氧化处理、低温烧成、高温烧结等一系列工艺过程制备了耐高温SiC (Al)纤维 。SiC (Al) 纤维的化学组成为Si₁C_1.15O_0.026Al_0.013,主要结构是平均晶粒为95 nm的β-SiC,O和游离C含量均大大低于Nicalon纤维 ( O>10wt%,游离C>10wt%),同时含有微量的Al和少量的 α -SiC。纤维表层O含量和Si含量略高于纤维内部,表面光滑平坦,没有明显表面缺陷。 SiC (Al) 纤维的平均直径为13 μm,平均强度为2.3 GPa,1400℃氩气中处理1 h,强度保留率95%以上;1800℃氩气中处理1 h,强度保留率为71%。纤维的高温稳定性高于Nicalon纤维,低于Tyranno SA纤维。      

复合材料用高性能炭纤维的发展和应用

介绍了材料用炭纤维的发展,包括炭纤维进行了高速发展的新时间,大力发展大丝束炭纤维;Ｔ－７００Ｓ将取代Ｔ－３００成为最主要的炭纤维品种;大幅度降低炭纤维价格,扩大开辟新的应用范围。指出国内炭纤维的问题,提出了我国炭纤维发展的建议。     

Effects of carbon nanotube functionalization and annealing on crystallization and mechanical properties of melt-spun carbon nanotubes/poly(ethylene terephthalate) fibers

To generate poly(ethylene terephthalate) (PET) fibers with enhanced mechanical properties, we prepared melt-spun PET fibers that incorporated pristine, acid-treated, and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) with 2-phenylethyl alcohol and 4-phenyl-1-butanol. The incorporation of MWNTs into the melt-spun fibers resulted in increased crystallization of PET but lower breaking stress than that of pure PET fibers, even in those containing well-dispersed functionalized MWNTs. The breaking stress of drawn composite fibers was also lower than that of pure PET fibers prepared at the same draw ratio. However, the annealing of melt-spun fibers enhanced the mechanical properties and crystallization, and the annealing effect was more dominant for composite fibers with functionalized MWNTs. These findings indicate that the presence of well-dispersed MWNTs disturbs the crystallization and orientation of PET molecules in highly stressed fibers, which differs from MWNT-induced crystallization of PET molecules in relaxed fibers.     

聚丙烯腈基碳纤维电化学改性机理研究

以NH4HCO3为电解质对碳纤维和石墨纤维进行电化学改性处理,通过SEM、WAXD、XPS对比分析了电化学改性对碳纤维和石墨纤维表面及本体结构的影响.结果表明电化学处理使碳纤维表面破坏严重,轴向沟槽消失,呈现出粗糙不平的表面,石墨纤维表面的轴向沟槽加深.电化学处理后二者的本体结构没有改变.从纤维内部结构分析了碳纤维电化学改性机理,杂原子的存在使碳纤维表面更易氧化刻蚀.     

炭纤维及其复合材料的吸波性能和吸波机理

炭纤维和炭纤维复合材料在隐身技术中已经得到了广泛应用。通过分析连续炭纤维、短切炭纤维、螺旋形炭纤维、异形截面炭纤维、掺杂改性炭纤维及其复合材料的微波电磁特性和吸波性能,探讨了以上几种炭纤维的吸波机理,其中螺旋形炭纤维和异形截面炭纤维是最有发展前景的两种吸波炭纤维。     

In-situ synthesis of oxygen free SiC fibers and ropes by electron beam melting

The SiC fibers, ropes and columnar-like fibers have been synthesized on the substrate of Co-based DSX40M alloy by electron beam (EB) melting. The fibers have been prepared from the SiC particles under high vacuum. The microstructure of the SiC fibers, ropes and columnar-like fibers has been investigated by scanning electron microscope (SEM) having energy dispersive spectroscopy (EDS) as an attachment. The coating of Co, Cr and Ni is observed on the surface of the SiC fibers, ropes and columnar-like fibers. A slight charging is observed in the case of the ropes while the columnar-like fibers and small size woven fibers did not show this effect suggesting the semiconducting nature of the ropes.     

PAN预氧丝BCl3气氛中的碳化及其吸波性能的研究

PAN预氧丝在BCl₃气氛中进行碳化处理, 研究了处理温度与时间对纤维B元素含量的影响. 采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)对碳化后纤维的形貌与结构进行表征, 并对其吸波性能进行分析. 结果表明: PAN预氧丝在BCl₃气氛下碳化后, 纤维表面生成了BCN包状附着物, 纤维中有B?N键的生成. 与氮气中碳化的碳纤维相比, 纤维的介电常数有所降低, 介电常数虚部降低得较快, 有利于改善纤维的吸波性能.