基于拉曼光谱mapping技术研究低温循环对炭纤维增强聚酰亚胺复合薄膜界面微观力学的影响

碳纳米管选用（CNT）作为拉曼应力传感器，通过建立拉曼光谱mapping技术研究了经多次低温循环（-198～25°C,0～300次）的炭纤维增强聚酰亚胺复合薄膜（CF/CNT-PI）的界面微观应力变化。研究发现：聚酰亚胺薄膜（CNT-PI）即使经300次低温循环，树脂内部应力依然为～175 MPa，循环次数对树脂内部应力影响较小，表明该材料具有良好的耐低温性。进一步研究了炭纤维（CF）增强的CNT-PI薄膜的内应力变化，获得了炭纤维、界面、树脂基体区域的微观应力mapping分布，发现CF区域的受力大于基体部分，表明CF在该体系中起到了对应力最主要载体的作用，并发挥了良好的增强效果。在循环次数<250次时，微观应力变化不大；但当循环次数高达300次时，炭纤维及界面区域应力值分别提高了21%和12.9%，应力在材料内部的集中增大会降低材料的力学性能。本研究有效地定量了外界温度循环变化下复合材料的增强材料、基体及界面的微观应力分布，这为检测复合材料服役过程中的使用安全性提供了一种理论依据与评判手段。     

碳纳米管/共聚酰亚胺复合膜增强炭纤维/环氧树脂复合材料的层间断裂韧性和导热性（英文）

炭纤维/环氧树脂复合材料已被广泛用作航空航天领域的结构材料，但由于其沿厚度方向缺乏炭纤维增强材料，层间力学性能和面外导热性较差。本文制备了碳纳米管/共聚酰亚胺（CNT/BOH）复合膜作为增韧层，以提高炭纤维/环氧树脂层压板的层间断裂韧性和厚度方向导热性。由于BOH膜的塑性变形和CNTs的增强效应，CNT/BOH膜的引入使炭纤维/环氧树脂层压板的I型和II型层间断裂韧性分别提高260%和220%，此外，由于CNTs高的本征导热性和交联网络的形成，有效改善了层压板的厚度方向导热性。这种增韧方法为同时提高炭纤维/环氧复合材料的力学性能和导热性提供了一种有效的策略。     

咖啡炭纤维针织面料的服用性能测试

对咖啡炭纤维针织面料的外观保形性、透气性、透湿性、吸水性、除臭、升温保暖以及释放负离子等性能进行了测试,并对咖啡炭纤维针织面料的服用性能进行了分析与评价,可知咖啡炭纤维针织面料服用性能良好,具有广阔的市场前景。     

氧化速率对石油基中间相沥青炭纤维结构和性能的影响北大核心

以石油基中间相沥青为原料制备高性能沥青炭纤维,重点探究预氧化过程中升温速率对中间相沥青炭纤维结构和性能的影响。采用扫描电子显微镜、电子探针显微分析仪、纤维强伸度仪等分析手段研究了不同氧化速率下纤维的微观形貌、氧含量及分布、力学和导热性能。结果表明:随着氧化速率从0.5℃/min增大到1.3℃/min,石墨纤维均呈现大角度劈裂,热导率和拉伸强度出现先增大后减小的趋势。氧化速率越慢,中间相沥青纤维横截面上的氧含量分布越均匀,更容易获得综合性能更高的纤维。但是,过度氧化会导致沥青分子的氧化分解,从而降低纤维的热导率和拉伸强度。在0.7℃/min氧化速率下纤维皮芯结构效应最弱,石墨纤维性能最佳,热导率及拉伸强度分别为1029 W/(m·K)和3.09 GPa。     

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《炭素技术》杂志创立于1982年,是经国家科委、新闻出版署批准的国内外公开发行的炭素专业科技期刊。办刊宗旨是交流技术、传播信息,促进炭素工业及炭材料学科技术进步。主要介绍我国炭素工业的生产技术、科学试验、理论研究、经营管理、市场信息,使用设备的开发与更新,产品质量监督、环境保护与综合利用、检测、计算机在炭素生产领域应用等方面的经验成果;报导炭材料学科包括钢铁冶金用炭材料、铝用炭材料、电炭材料、炭纤维及复合材料、活性炭、金刚石及石墨层间化合物、各种新型炭材料、特种炭材料等的新产品、新工艺以及炭材料应用技术研究、有关炭材料领域和炭素工业国外先进技术和发展动态。     

ZIF-8衍生柔性多孔炭材料的制备及其电容性能研究

随着柔性可穿戴电子器件的迅速发展,柔性储能电极材料引起众多学者们的广泛关注。金属有机框架结构（MOFs）衍生物具有优异的储能性能,但其本征无柔性的物理特性亟需解决。采用静电纺丝技术将ZIF-8结构单元嵌入纤维结构中,获得高电容性能柔性多孔炭纤维。同时,探究了ZIF-8的嵌入量（CF-ZIF-8-1.2）对柔性多孔炭纤维结构及电容性能的影响。实验结果表明：柔性多孔炭纤维CF-ZIF-8-1.2的比电容可以达到425.5 F?g^-1（电流密度为1 A?g^-1）,并呈现出较小的电荷转移电阻（R_s=0.06 Ω）和接触电阻（R_ct=2.31 Ω）,这主要归因于CF-ZIF-8-1.2具有较大的比表面积（212.83 m²?g^-1）、相对丰富的孔隙结构和丰富的N和O原子共掺杂。随后,进一步将其组装成对称柔性超级电容器（CF-ZIF-8-1.2//CF-ZIF-8-1.2）,其能量密度高达7.6 Wh?kg^-1（功率密度为250 W?kg^-1）,在不同弯曲角度和扭曲下呈现出优异的电容保持率（97%以上）,说明柔性多孔炭纤维电极材料具有优异的柔性和稳定性。因此,CF-ZIF-8-1.2柔性多孔炭纤维材料具有潜在应用前景。     

原位生长纳米炭纤维增强C/C复合材料的弯曲破坏过程(英文)

采用催化化学气相沉积法制备原位生长纳米炭纤维(CNFs)改性单向C/C复合材料。通过分析弯曲破坏过程,研究原位生长CNFs对C/C复合材料弯曲性能的影响。结果表明,CNFs的存在明显改变了载荷-位移曲线的线形,在开始的弹性变形阶段出现一个台阶,随后出现类似塑性材料的锯齿状屈服特性曲线。CNF-C/C复合材料的破坏模式由单根纤维的拔出转变为纤维束的断裂。由中织构热解炭(Py C)、CNFs和高织构Py C形成的复杂界面阻碍了裂纹的扩展,改变了裂纹的扩展方向从而导致C/C复合材料具有较高的弯曲强度和模量。     

大投入促进炭纤维工业大发展

目前世界炭纤维工业正在10－20％速度逐年递增，进入发展的新时期，我国炭纤维市场也很活跃，年实际用量接近千吨，但90％以上靠进口，我国炭纤维工业的发展不尽人意，生产能力不足百吨，需大投入，以促进大发展。     

中间相沥青基异形炭纤维的研究与应用

综述了中间相沥青基异形炭纤维的研制历史，总结了影响异形炭纤维性能的主要因素，简单介绍了异形炭纤维截面微观结构的研究进展，并对这一领域今后的发展前景进行了展望。