碳纤维强度的WEIBULL分析理论

本文综述了碳纤维强度的WEIBULL理论,给出了WEIBULL参数的含义及其参数的计算方法。     

碳纤维强度的WE1BULL分析理论

本文综述了碳纤维强度的ＷＥＩＢUＬＬ理论给出了ＷＥＩＢＵＬＬ参数的含义及其参数的计算方法。     

提高碳纤维强度的理论基础及其技术途径

碳纤维属于脆性材料,它的抗拉强度受控于各类缺陷,基本遵循Griffith经典理论和韦氏（Weibull)统计规律,如何减少缺陷尺寸,减少缺陷数目是当今提高其拉强度的主要技术途径和研究热点。     

碳纤维强度的Weibull分析

碳纤维属于脆性材料。抗拉强度随着测试样品长度的增加而降低,这是缺陷控制强度的主要实验依据,对于同样长度的测试样品,强度值的分散性非常大,这表明缺陷在碳纤维表面和内部是随机分布。碳纤维经气相氧化后,抗拉强度可得到提高,这归因于表面裂纹的消除,或因氧化刻蚀而使裂纹尖端钝化。碳纤维强度的统计性质可用Weibull统计理论来分析。Weibull模数m可作为裂纹频率分布因子。     

增加碳纤维强度的方法

<正>一种增加碳纤维强度的方法,采用静电喷涂法将碳纳米管涂覆于碳纤维表面以弥补其表面结构缺陷。包括:将碳纳米管用分散液配制成喷涂液,分散液为二甲基甲酰胺、丙酮或乙醇中的一种,喷涂液中碳纳米管的含量为10~40 g/L;喷涂液施加10~40 k V的正极静电,碳纤维丝束平展且     

提高碳纤维分散性及碳纤维纸强度的研究

研究了碳纤维长度、分散剂种类、分散质量分数对碳纤维在水中分散性能的影响及添加粘合纤维提高碳纤维纸强度的方法。结果表明:添加分散剂能有效改善碳纤维的分散性,以APAM和PU分散剂复配使用为最佳;碳纤维越长或分散质量分数越高越难分散,适宜的碳纤维长度为2～6 mm;用木浆或热熔纤维作粘合纤维能有效提高碳纤维纸的强度。     

凝胶纺丝改善碳纤维强度

<正>乔治亚理工学院的一个研究小组已经开发出一种新技术,它可以提高碳纤维的强度和模量。这种可供选择的方法是基于制造碳纤维的有机聚合物树脂聚丙烯腈(PAN)纺丝的一种新方式。通过使用凝胶纺丝技术把聚丙烯腈共聚物加工成碳纤维,我们已经开发出新一代的碳纤维,它具有以前采用传统的溶液纺丝法没有看到过的强度和模量,乔治亚理工学院材料科学     

碳纤维单丝强度测试法

<正> 碳纤维单丝强度(简称CF单强)的测定,在于精确地测定单丝的强力和横截面积。就目前国内情况而论,不论用电子式拉力机,还是用杠杆式拉力机测定强力,其精度足以符合要求,唯纤维横截面积的测定,方法较多,差异显著,尚有争议。     

碳纤维复合材料强度的有限元模拟

碳纤维复合材料在工业上的应用越来越广,但对其材料性质的研究还远不充分。为了节省试验经费,应在进行必要试验的同时对碳纤维复合材料的性质进行模拟计算。本文针对一标准试验,利用ANSYS软件的节点耦合技术和接触分析技术分别对某碳纤维复合材料制成的NOL环进行了拉伸破坏载荷下的强度计算,给出NOL环上各点的周向应力。结果发现,这两种模拟方法与试验值的误差分别为23.6%和5.6%,表明接触分析技术比较精确。     

影响碳纤维强度的因素分析

本文分析了碳纤维研发过程中对强度的影响因素．着重对原丝生产、预氧化过程、碳化过程中的主要影响因素分别进行了分析。     

碳纤维拉伸强度的离散性分析

纤维的力学性能受到纤维缺陷、晶粒大小等多种因素的影响.本文以Weibull理论为基础,对碳纤维的拉伸强度进行了概率统计分析,探讨了纤维拉伸强度与纤维单丝长度、纤维单丝直径之间的关系.     

复合理论预测国产碳纤维复合材料筋拉伸强度的离散性研究

采用经典复合材料混合率公式[σ]=σfVf+σm(1-Vf)预测国产碳纤维复合材料(CFRP)筋拉伸强度与实测值存在较大误差。本文通过大量实验分析,分别研究复合材料界面粘结性不同,碳纤维、树脂力学性能、体积含量不同,以及复合材料宏观尺寸、形貌差异等对国产CFRP筋拉伸强度及其预测值的离散性影响规律,并对影响因素进行评价。综合试验数据,提出CFRP筋轴向拉伸强度混合率公式修正因子。     

碳纤维的模量理论

模量是一项重要的力学性能指标,且与比热等热物理性质密切相关。石墨的理论模量为1000GPa(1020×10~6kg/cm~2),目前中间相沥青碳纤维的模量已达到700GPa,是理论值的70％,与石墨晶须的模量相当。科学工作者正在研制模量为860GPa的碳纤维。这可称为真正的超高模碳纤维(UHM·CF)。本文主要论述模量的概念、与择优取向(PO)的关系、模量的理论分析以及影响模量的诸因素。     

高碳纤维提高聚丙烯腈基质强度

新日本制铁公司和新日铁化学公司合作研制出压缩强度高而成本低的碳纤维材料。这是沥青基质碳纤维和聚丙烯腈基质碳纤维以单层高渗料化的材料。迄今试验厂所得结果是拉伸强度380kg,弹性率80t,提高了聚丙烯腈基质     

碳纤维增强聚氨酯密封胶强度分析

利用复合材料层合板理论对碳纤维增强聚氨酯（PU）密封胶在海水压力下的受力状况进行了简要的数学分析,并结合耐压试验结果,对碳纤维增强PU密封胶的老化及渗漏性能进行了分析。结果表明：应用层合板理论计算得到的复合材料环体的轴向压缩强度、环向拉伸强度、径向压缩强度及受力情况均满足设计要求;但是,上述计算均以碳纤维增强PU胶粘剂材料的静态力学性能为依据的,而复合材料环体在工作时呈动态力学状态,故应用层合板理论进行相关性能的计算还存在着一定的误差;目前采用碳纤维增强PU缠绕工艺、辅以表面处理剂和净水隔离剂后所制备的电缆密封胶,在7MPa压力作用下,环型管节没有泄漏,与计算结果预测一致。     

碳纤维增强聚氨酯密封胶强度分析

利用复合材料层合板理论对碳纤维增强聚氨酯(PU)密封胶在海水压力下的受力状况进行了简要的数学分析,并结合耐压试验结果,对碳纤维增强PU密封胶的老化及渗漏性能进行了分析。结果表明:应用层合板理论计算得到的复合材料环体的轴向压缩强度、环向拉伸强度、径向压缩强度及受力情况均满足设计要求;但是,上述计算均以碳纤维增强PU胶粘剂材料的静态力学性能为依据的,而复合材料环体在工作时呈动态力学状态,故应用层合板理论进行相关性能的计算还存在着一定的误差;目前采用碳纤维增强PU缠绕工艺、辅以表面处理剂和净水隔离剂后所制备的电缆密封胶,在7MPa压力作用下,环型管节没有泄漏,与计算结果预测一致。     

拉伸回弹法测定碳纤维的压缩强度

通过搭建电弧辅助单丝测试装置,采用拉伸回弹法,测定了日本东丽公司的T300,T800H碳纤维以及美国赫氏公司的IM7碳纤维,采用极限均值法(方法一)和区间择优法(方法二)对所测数据进行统计,并对其结果与文献报道的直接法测得的结果进行比较。结果表明:采用方法一和方法二统计的拉伸回弹法测得的T300碳纤维的单丝压缩强度分别为1.97,1.98 GPa,T800H碳纤维单丝压缩强度分别为2.17,2.15 GPa,两种方法统计的压缩强度结果基本相同,与直接法测定的结果接近,方法一比较直观,方法二则可以通过设置合理的区间获得更小的测试误差;采用拉伸回弹法对IM7碳纤维的单丝压缩强度进行两次平行测试,所得的单丝压缩强度分别为2.56～2.66,2.65 GPa,误差为0.1 GPa;拉伸回弹法具有较好的可重复性,拉伸回弹法可用于高强中模型碳纤维本征压缩强度的表征。     

世界上强度最高的沥青碳纤维

日本三菱化成工业公司开始生产超高弹性的沥青碳纤维,某拉伸模量(80t/mm~2)和抗拉强度(35MPa)是世界上最高的。该公司计划在堺建一套年产500吨的工业装置,大量生产这种纤维。高弹性碳纤维的主要销路为航空和空间设备。目的这种产品用作人造     

预氧化牵伸对碳纤维强度的影响

在温度及压力恒定的情况下,对预氧化纤维进行牵伸实验,对不同牵伸率的预氧化纤维进行“皮芯”结构分析,并对不同的牵伸情况下所得碳纤维进行强度及单丝直径进行分析,得出牵伸率与强度的对应关系,预氧化牵伸率15%时预氧丝的“皮芯”结构最合适,所得碳纤维强度最高。     

高强聚丙烯腈碳纤维复丝拉伸强度的测试

以东丽T700SC-12K碳纤维为样品,详细研究了碳纤维复丝拉伸测试过程中影响制样的因素,主要包括环境温度和湿度、胶液配比、浸胶时间、加强片以及样条和加强片固化温度。结果表明:随湿度增加,碳纤维拉伸强度下降;配置胶液时需选择合适的配比;浸胶时间长短对碳纤维拉伸强度影响不大;加强片厚度选择要适中;样条和加强片固化温度高会造成碳纤维拉伸性能的下降。