铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。     

新型铜-碳复合受电弓滑板的制备

通过分析当前电力机车受电弓滑板存在的各种问题,用粉末冶金法研制出了一种新型的受电弓滑板. 该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成. 首先分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,然后对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行检测并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比. 结果表明,该新型滑板的最佳制备工艺条件为铜含量78%,碳纤维含量2%,石墨含量15%,添加剂含量5%,成形压力为200 MPa,烧结温度为880℃. 该滑板不仅电阻率很低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也较当前正在使用的受电弓滑板优越. 与当前正在使用的碳滑板相比,其摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍.     

专利文摘

电力机车受电弓用碳纤维增强碳滑板及其制造方法本发明提供一种电力机车受电弓用碳纤维增强碳滑板及其制造方法,属交通运输车辆配件技术领域,以石墨、     

碳纤维／玻璃纤维混杂复合材料性能研究

以玻璃纤维毡和玻璃纤维布为夹芯材料、碳纤维为表层材料，制备了混杂纤维增强复合材料，测试了在不同碳纤维含量和不同碳纤维辅层方向时增强复合材料的纵向拉伸强度 和冲击强度等力学性能。结果表明：该杂方式经济且有效。     

一种新型碳纤维复合材料绳索的研制

碳纤维复合材料绳索具有重量轻，比强度高，比模量高等优异性能，笔者以环氧树脂E51，甲基四氢苯酐（METHPA），三叔胺基苯酚DMP－30和活性增韧剂6350组成的树脂体系为基体树脂，以碳纤维为增强材料，以聚氨酯为保护涂层，采用独特的制绳工艺，制成了高性能的碳纤维复合材料绳索。     

碳纤维/聚合物自润滑复合材料的机械及摩擦性能

采用以钢铁为基体高分子自润滑复合材料为衬层制作的传动件,兼有优良的减磨耐磨性能和高的承载能力。研究了组分对复合材料性能的影响,制备了机械和摩擦学性能好的碳纤维增强复合材料,其黏结强度和压缩强度分别达到16~18 MPa和85~91 MPa,冲击强度达19.67~23.45 kJ/m2;与锡青铜ZQSn6-6-3摩擦对比试验表明,复合材料在重载工况下具有更优良的摩擦性能,工作状况稳定,油摩擦因数为0.077,仅为ZQSn6-6-3的59%。试验还发现,轻载启动和在摩擦面开设润滑油槽有助于改善摩擦状况。     

碳纤维复合材料回收再利用的研究进展

碳纤维复合材料质轻、比模量与比强度高，广泛应用于航空航天等领域。然而在极端环境下使用碳纤维复合材料会造成其报废与损伤，使得废弃物对资源与环境产生负担，无法满足国家提倡的节能减排的发展要求。从物理、化学、热回收等方法探讨碳纤维复合材料废弃物中碳纤维的回收再利用情况，为发展绿色可持续碳纤维提供更宽的思路。     

γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学陛能的影响

以^60Co γ-射线为辐照源对碳纤维（CF）表面进行处理，利用扫描电子显微镜（SEM）观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断付；通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度（ILSS）的影响，并根据GB/T 3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复照拉伸强度的变化。结果表明：辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善，在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS，但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性；当辐照剂量小于250kGy时，碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。     

长碳纤维／聚丙烯复合材料加工工艺和性能的研究

本文利用单螺杆挤出机，采用电缆包覆式工艺，进行聚丙烯树脂包覆长碳纤维，然后再二次造粒，制备出长碳纤维／聚丙烯合粒料，对此复合材料和原ＰＰ树脂的性能测试结果发现，因碳纤维表面未经处理，致使复合材料的拉伸强度，伸长率，缺口冲击强度较原ＰＰ树脂有一定程度地下降，而此复合材料的导电性却大大提高，结合其断口和横截面和电子扫描电镜照片，讨论了复合材料力学性能下降和电学性能提高的机理。     

“口”字形碳纤维/铝复合材料的制备及力学性能

为实现汽车轻量化，提高汽车安全系数，以碳纤维、铝板为增强材料，环氧树脂为基体，采用真空导入成型工艺制备超混杂三维编织“口”字形碳纤维/铝复合材料，研究了所制备复合材料的弯曲和冲击性能，分析“口”字形编织及铝板对复合材料力学性能的影响。结果表明：采用“口”字形编织，解决了纯碳纤维树脂基复合材料韧性差的问题，在减轻质量的同时使得复合材料挠度增大，冲击强度提高16.64%；在编织时加入铝板，复合材料承受弯曲载荷提高26.02%，冲击强度在“口”字形编织的基础上再提高23.53%。     

THE EFFECT OF PRECURSOR PROPERTIES ON THE STRENGTH OF CARBON FIBER

In this article, lyocell fiber is used as a precursor for carbon fiber. The mechanical properties of lyocell fiber and tenacity of carbon fiber from this precursor have been determined. Gray-relation analysis is used to investigate the relation between precursor's properties and the strength of the carbon fibers. The results suggested that the strength, force at breaking, and fineness of precursor have greater influence on the strength of carbon fibers than precursor's elongation, and modulus.     

粘结剂含量对短炭纤维增强炭基复合材料性能的影响

本文以聚丙烯睛基炭纤维为增强材料，以石油焦为基体，配入不同含量的煤焦油沥青作为粘结剂，用热压法进行成型、炭化、石黑化，获得了短炭纤维增强炭基复合材料（SCFRC）对所得炭／炭复合材料进行了体积密度、显气孔率、抗弯强度、抗压强度的测定，并对炭／炭复合材料的断面进行了扫描电镜测试。研究表明，随着粘结剂量的增加，所得炭／炭复合材料的体积密度减小，显气孔率增大，抗弯强度和抗压强度增大。     

工艺条件对沥青炭纤维/ABS树脂复合材料导电性及力学性能的影响

研究了单螺杆挤出机挤出温度及螺杆转速对沥青炭纤维填充ＡＢＳ树脂复合材料导电性及力学性能的影响。结果表明,纤维经挤出后,纤维长度有不同程度的降低,长径比减小,随着挤出的升高及螺杆转速的降低,纤维长径比增大,挤出条件对复合材料电性能及力学性能的影响主要可归结为长径比对材料的影响,随着长径比增加,复合材料的导电性及拉伸强度均有增大。此外,复合材料导电性及拉伸强度随复合材料中纤维填加量的增多而增大。     

THE INFLUENCE OF OXIDATION OF THE FIBERS ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF CARBON FIBER-REINFORCED NYLON COMPOSITES

Three-dimensional braided carbon fiber-reinforced nylon composites (C_3D/MCN) were prepared in order to investigate the influence of oxidation of carbon fibers on the tribological properties of the C_3D/MCN composites. Friction and wear tests of the C_3D/MCN composites with untreated and treated carbon fabric were conducted. The characteristics of the carbon fiber, the interface strength, the hardness, and the worn surface morphologies of the C_3D/MCN composites were analyzed. The results show that the specific surface area of treated carbon fiber was far higher than that of untreated carbon fiber and there formed a functional group of -C=O on the carbon fiber surface after air oxidation. The oxidation of the carbon fibers improved the interface strength between the carbon fibers and the matrix and had little effect on the hardness of the composites. The friction coefficient and wear rate of C_3D/MCN composites with oxidized carbon fibers were apparently lower than those with untreated carbon fibers. In conclusion, the oxidation of the fibers showed good effects on the improvement of the interface strength and the tribological properties of the composites.     

THE INFLUENCE OF OXIDATION OF THE FIBERS ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF CARBON FIBER-REINFORCED NYLON COMPOSITES

Three-dimensional braided carbon fiber-reinforced nylon composites (C_3D/MCN) were prepared in order to investigate the influence of oxidation of carbon fibers on the tribological properties of the C_3D/MCN composites. Friction and wear tests of the C_3D/MCN composites with untreated and treated carbon fabric were conducted. The characteristics of the carbon fiber, the interface strength, the hardness, and the worn surface morphologies of the C_3D/MCN composites were analyzed. The results show that the specific surface area of treated carbon fiber was far higher than that of untreated carbon fiber and there formed a functional group of –C=O on the carbon fiber surface after air oxidation. The oxidation of the carbon fibers improved the interface strength between the carbon fibers and the matrix and had little effect on the hardness of the composites. The friction coefficient and wear rate of C_3D/MCN composites with oxidized carbon fibers were apparently lower than those with untreated carbon fibers. In conclusion, the oxidation of the fibers showed good effects on the improvement of the interface strength and the tribological properties of the composites.     

碳纤维直径对结构和性能的影响

借助于光学显微镜、扫描电镜和单丝的机械、电性能测试,探讨了PAN原丝直径对预氧丝和碳纤维模截面结构、碳纤维抗张强度、电阻率的影响。结果表明:预氧丝的芯直径随丝的直径增大而增大;粗碳纤维的结构不均匀性比细纤维严重,且在较粗的碳纤维横截面上会出现中空。在一束碳纤维中,随着纤维直径增大,单丝抗张强度下降,电阻率上升。     

异形微型碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响

通过轴心拉伸试验考察了棒状、片状(宽、窄)、波浪形这几种异形微型聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响。实验表明:碳纤维复合材料的加入可以有效、较大程度地提高混凝土的抗拉强度、强度和抗折强度。其中,与基准混凝土相比,异形微型碳纤维增强混凝土的抗拉强度最大可提高64%;增强混凝土的标号最大可从C40~C45级增加为C60级;随着复合材料比表面积和的增加,增强混凝土的强度和抗折强度最大可分别提高45.6%和50.6%;此外,在相同尺寸及比表面积下,波浪形碳纤维混凝土比片状碳纤维混凝土更难被折断。以上均证明PAN基碳纤维复合材料对混凝土有较好的增韧作用。     

碳纤维/聚碳酸酯复合材料研究

本文制备了碳纤维增强聚碳酸酯(PC)复合材料并研究了其性能,相比玻璃纤维增强PC,碳纤维增强PC在机械性能、电性能和加工性等方面有明显的提高.随着碳纤维含量的增加,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量明显呈上升趋势.而伸长率和冲击强度在碳纤维含量为6%时达最大值,分别为10.4%kJ/m~2和8.7kJ/m~2.加工流动性有了明显的提高,且随碳纤维含量的增加而逐渐降低.碳纤维的加入,也改善了PC的导电性,当碳纤维含量为10%时,导电电阻率已达到9.0×10~6Ω/sq.     

炭纤维表面处理对短炭纤维增强炭基复合材料强度的影响

为了增强炭纤维的表面活性,提高炭纤维与基体炭的结合强度,用浓硝酸对炭纤维进行了表面氧化处理。考察了处理时间和处理温度对短炭纤维增强炭基复合材料（ＳＣＦＲＣ）力学性能的影响;用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对ＳＣＦＲＣ的弯曲断面进行了观察。结果表明：对炭纤维进行表面处理可以提高其与基体炭的结合强度,炭纤维与基体炭的结合强度以及ＳＣＦＲＣ的抗弯强度均随着炭纤维氧化处理时间的增加和处理温度的升高而增大     

T700碳纤维/环氧树脂复合材料热降解实验研究

针对T700碳纤维增强环氧树脂复合材料的热降解行为以及回收所得碳纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明,碳纤维的存在增加了环氧树脂降解时所需的活化能,热降解反应的温度、时间和气氛等因素对环氧树脂基体降解效果以及回收碳纤维力学性能均有影响。在空气条件下500℃处理30 min后碳纤维表面没有残留物,但其回收纤维的拉伸强度保留率仅为77.6%。通过首先在氮气气氛高温短时热处理,再在空气气氛下450℃进行30 min热降解的两步法处理后,碳纤维表面残炭得到去除,回收碳纤维的拉伸强度保留率达到了90.4%,由其制备单向复合材料的层间剪切强度保留率可达到75.8%。