高强碳纤维束丝拉伸性能测试影响因素的研究

研究了3K,6K和12K碳纤维束丝拉伸性能测试过程中的一些影响因素,包括与样品制备相关的胶液浓度、胶液种类、张力、环境湿度以及测试时的拉伸速率。研究结果表明,碳纤维的拉伸性能测试与样品制备及测试过程中的实验条件有很大关系。胶液浓度较低时（〈25％）,纤维拉伸强度比正常值偏低。比较了环氧6101和环氧648两种树脂作胶液的情况,前者得到的碳纤维拉伸强度更高。样品固化时施加合适的张力可得到较高的拉伸性能。另外,样品制备时,随着相对湿度的增加,测得的碳纤维拉伸强度逐渐降低。随拉伸速率的增加,碳纤维的拉伸模量逐渐增加。     

高温热处理对炭纤维性能的影响

炭纤维的表面微观形态对其力学性能有很大影响。选择国产和日本东邦公司的炭纤维,对其进行高温热处理（1800℃－2500℃）,研究了热处理温度对炭纤维力学性能、密度的影响。用SEM观察了热处理前后炭纤维的表面微观形态变化,讨论了表面缺陷产生的原因。     

聚丙烯腈基高模量碳纤维导热性能的影响因素

采用激光闪射法测试了6种不同强度和模量的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(CF)的热导率,探讨了不同温度下CF轴向热导率的变化及样品厚度对热导率测试结果的影响。采用X射线衍射(XRD)、拉曼等技术检测了CF的微晶尺寸、取向及有序度,考察了CF热导率与其微观结构的相关性。结果显示,实验范围内PAN基CF样品厚度对热导率测试结果略有影响,热导率随测试温度升高而降低,PAN基CF的致密性、晶体尺寸及结构有序度对其热导率有较大影响。     

碳纤维用上胶剂的研究

本文讨论碳纤维用上胶剂乳化过程中,环氧树脂的环氧当量、乳化剂及HLB值对乳液性能的影响;用静置存放沉淀法和离心沉淀法测定了聚醚的类型及分子量对乳液稳定性的影响;用图像分析仪对乳液粒径进行分析,并测定了碳纤维复合材料的层间剪切强度。     

超级电容器用高性能中孔活性炭的研究

以工业活性炭为原料,采用化学活化法以KOH为活化剂进行二次活化改性来提高活性炭的比表面积及吸附性能。研究了KOH用量、活化温度、停留时间等工艺参数对活性炭性能(包括比表面积、收率、亚甲基蓝吸附性能及双电层电容)的影响。实验结果表明,KOH二次活化显著提高了活性炭的BET比表面积,从原来的759 m2/g提高到2 200 m2/g,中孔率达到51.4%,亚甲基蓝的吸附量由245 mg/g提高到566 mg/g。随着热处理温度提高、KOH用量及停留时间的增加,活性炭的收率下降,比表面积增大,亚甲基蓝吸附能力及双电层电容提高。     

高温热处理后炭纤维表面微观形态

炭纤维的表面微观形态对其力学性能有很大影响，选择国产和日本东邦公司的炭纤维，对其进行高温热处理（1800～2500℃），研究了热处理温度对炭纤维力学性能、密度的影响。用SEM观察了热处理前后炭纤维的表面微观形态变化，讨论了表面缺陷产生的原因。     

制样工艺对国产高强高模碳纤维复丝拉伸性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜(SEM)分析、差示扫描量热仪(DSC)分析等方法,研究了国产高强高模碳纤维复丝制样所用树脂体系、固化温度以及固化时间对其拉伸性能测试结果的影响。结果表明:国产高强高模碳纤维复丝的拉伸性能与制样树脂的固化程度相关,而与固化树脂体系关系不大,固化度在30%~70%时,树脂体系的固化度越高,复丝的拉伸性能越好;树脂体系的固化度与固化时间呈正相关的关系,复丝制样过程宜采用较低的固化温度和较长的固化时间来完成。