聚苯硫醚导电复合材料的研究

前言导电性高分子材料在现代材料学科中是一种引人注目的重要功能材料。通常导电性高分子材料分为结构型(材料本身具有导电性)和复合型(材料中加入导电性物质)。被加入的导电性物质有石墨、碳黑、碳纤维或金属粉末等。与结构型导电性高分子材料相比较,复合型导电性材料在工程应用上更简便,而且可以在很大范围内调节复合材料的电导率和物理机     

碳纤维热重分析

前言碳纤维或石墨纤维材料是近年来研制成功的一种新型材料。由于它具有高的机械强度、高的有效烧蚀热、高刚性、低比重、耐高温等特性,所以用它制造的各种复合材料广泛地用于导弹、火箭和飞机的重要结构和烧蚀部件。因此,对碳纤维材料进行热重     

基于XRD的径向分布函数法研究碳纤维制备过程中的结构演变

采用X射线和径向分布函数研究分析了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制备过程中的结构演变。结果表明,PAN原丝中存在着与石墨类似的结构,该结构是石墨微晶结构形成的重要基础;PAN大分子链最近邻链间间距为0.688nm;碳化温度在500～1250℃范围内的碳化纤维中的第三近邻距离均大于石墨晶体的第三近邻距离,表明碳纤维中没有形成平面构型的六元环石墨烯层片;在整个碳纤维的制备过程中,纤维结构经历了长程有序-长程无序、短程有序-长程有序的演变。     

航天睿特碳材料有限公司

正航天睿特碳材料有限公司是航天材料及工艺研究所控股的高科技公司。公司成立于2012年,注册资金1.5亿元,主营业务为碳纤维增强碳基、碳纤维增强陶瓷基复合材料制品及特种石墨制品等研发、生产与服务。主要产品类型包括太阳能光伏热场材料制品(盖板、顶板、保温板、坩埚、发热体等),核电用陶瓷材料(石墨吸收球、碳化硼芯块、高纯石墨等),C/C复合材料飞机刹车盘等。     

碳纤维单轴向缝编织物及其复合材料性能影响研究

以碳纤维单轴向缝编织物为研究对象,开展了树脂体系及其复合工艺、织物结构参数和碳纤维种类对碳纤维单轴向缝编织物使用工艺性及其复合材料主要力学性能的影响研究。结果表明:经向碳纤维和衬纬材料的种类及其面密度等结构参数对织物弯曲硬挺度和织物单向渗透率的影响规律基本相似;无论是碳纤维缝编织物单向渗透率还是复合材料的主要力学强度,真空吸附工艺中,基于TDE-85环氧树脂的自制6#环氧树脂体系均明显优于市售用基于双酚A环氧树脂的环氧树脂体系;采用610A树脂预浸料工艺、或经向碳纤维的适当展纱、或干喷湿法纺丝技术制备的碳纤维,均有利于进一步提高碳纤维单轴向缝编织物复合材料的主要力学性能。这为碳纤维缝编织物结构设计、主要原材料选择、制备工艺、配套树脂体系及其复合工艺等选择优化提供一些参考,为碳纤维缝编织物、尤其是为国产碳纤维缝编织物的制备和推广应用奠定了良好基础。     

等离子喷涂铜-石墨复合涂层结构与干摩擦磨损性能研究

以粒度为50～70μm的铜包石墨(Graphite-65%Cu质量分数,下同)复合粉体为原料,采用大气等离子喷涂设备在316不锈钢基体上制备了铜-石墨复合涂层。运用场发射、能谱、X射线衍射等手段对涂层显微结构进行了表征,并利用UMT球-盘式摩擦磨损试验机探讨了室温大气环境下铜-石墨复合涂层的摩擦学性能。结果表明,Graphite-65%Cu复合涂层结构致密,与不锈钢基材结合牢固;石墨在涂层中分布均匀;物相组成主要为C,Cu和Cu2O三相;摩擦副间石墨转移膜的形成是涂层低摩擦系数的主要原因。不同载荷和速率条件下所得涂层摩擦系数在0.03～0.15间。粘着磨损是主要磨损机制。     

单电流脉冲作用下的碳纤维石墨化

用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等技术研究了PAN基碳纤维在单电流脉冲作用下的结构变化。结果表明,在ms量级的单电流脉冲作用下,难石墨化的PAN基碳纤维中的碳的乱层结构可转变成石墨结构,石墨化度为0.484.分析认为,用外场作用下的非晶态结构弛豫理论可以解释这种难石墨化碳的非平衡石墨化过程。     

超高模Kevlar纤维——PRD-149

Kevlar纤维由于比重小,强度与碳纤维相当,在很多情况下可以取代(全部或部分)碳纤维或石墨纤维,在航天工业获得广泛应用。但Kevlar纤维的模量比较低,例如Kevlar49的抗拉模量约为125GPa,Kevlar29仅为83GPa,而且再吸水量比较高,Kevlar49为4%,Kevlar29为7%。 美国杜邦公司在大量研究试验的基础上,最近推出超高模Kevlar纤维——PRD-     

瀝青浸漬法制备三向增强的碳—碳复合材料的初步研究

一、引言石墨类材料具有优异的烧蚀性能,因此在研究高性能鼻锥材料时受到了很大的重视。但是块状石墨有一些缺点限制了它的应用,主要是:(1)机械强度不够高,(2)耐热震性较差,(3)不易做成所需尺寸的部件。用碳纤维来增强石墨,构成所谓“碳—碳复合材料”,是克服上述缺点的有效途径。制备碳—碳复合材料的工艺方法主要有     

单向Ｃ／Ｃ复合材料中碳纤维和热解碳微结构的ＸＲＤ法分析

为了研究单向C/C复合材料中碳纤维和热解碳的微结构特征,采用X射线衍射仪对T300碳纤维/热解碳单向复合材料进行了表征,并通过XRD谱峰的分峰处理和复合材料衍射峰与碳纤维衍射峰的峰减处理分析了碳纤维和热解碳的微结构特征.研究发现,分峰处理可以有效地将复合材料衍射峰中反映碳纤维和热解碳结构的衍射信号分离,结合对它们衍射峰的特征参数分别进行分析,可以得到碳纤维和热解碳的微晶参数.通过对比复合材料中碳纤维与自由态碳纤维的微晶参数可以发现,由于复合材料中碳纤维经受应力石墨化作用,复合态碳纤维的结构比自由态碳纤维更易于向类石墨结构发育;峰减处理法对于分析002衍射峰比较有效,获得的热解碳的d002和Lc与分峰处理获得的数据相当,但由于10峰受背景峰信号的影响较大,峰减处理法对10峰的分析存在较大误差,获得的La与分峰处理获得的数据偏差较大.     

四氯化锡催化聚丙烯腈纤维直接碳化制备碳纤维可能性的探讨

自从50年代末,国内外开始重视碳纤维的研究工作以来,先后建立了快速处理和快速碳化的概念,技术方面,解决了快速连续碳化工艺和高温(2500℃以上)快速连续碳化等技术问题。由于概念及技术上的突破,碳纤维研制工作是发展很快的。我们结合我国原丝的实际情况,于Z3年研究了快速处理和快速碳化问题。在此基础上,突破了快速连续处理和碳化工艺,建立     

新型机体结构材料——碳纤维棒

这种由美国Neptco公司研制的碳纤维/环氧树脂棒材料因具有较高的强度和能降低制造成本和加快制造速度的潜力,有希望用来制造飞机的机体结构部件.这种材料被称之为“石墨石”(Graphlite),可用来代替通常在复合材料铺层中所使用的纤维及带形材料.贝尔直升机公司最近组装了一个3.66米(12英尺)长的翼盒,盒上的桁条便由这种材料制成.这项工作是在美国的一个设计与制造低成本复合材     

碳纤维高温处理过程中石墨片层堆叠的温度效应

采用二维广角X-射线衍射法(WAXD)研究了国产聚丙烯腈基碳纤维在高温处理过程中石墨片层结构的堆叠过程,分析了温度因素对于堆叠结构的影响。实验结果表明,随着热处理温度的升高,碳纤维中的类石墨片层堆叠层数不断增加,结构趋于规整致密,并且在1 900℃后堆叠速率加快。同时,通过元素分析和Raman光谱的研究,解释了堆叠速率提高的原因,随着非碳元素的脱除和碳化学结构向SP2杂化转变,结构缺陷不断减少,有利于石墨片层的堆叠。     

PAN基碳纤维的微观结构与力学性能相关性分析

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、小角X射线散射仪对三种聚丙烯腈(PAN)基碳纤维T300,T700S,和T800H的结构进行表征,获得几种微观结构信息,包括表面沟槽形貌和拉断断口形貌反映出的前驱体原丝的原纤结构、石墨微晶尺寸及取向程度、微孔尺寸等。结果表明,碳纤维的力学性能不是由某一种微观结构决定的,而是所有微观结构特征的综合表现。T300是三种碳纤维中力学性能最低的,它的这几种微观结构特征参数都较差;T700S比T300的直径略小,但因结构更致密,缺陷更少,所以拉伸强度、断裂伸长率和密度远远高于T300;虽然T800H的原纤结构不如T700S均匀致密,但在单丝直径、剪断断口形貌、石墨微晶取向度和微孔尺寸上优于T700S,因此拉伸强度、拉伸模量和密度更高;但其石墨微晶轴向尺寸较大,造成塑性下降,因此断裂伸长率略小于T700S。     

西格里集团的特种石墨产品

总部位于德国威斯巴登的西格里集团(SGL Group—The Carbon Company)是全球领先的碳素石墨材料及相关产品制造商之一,拥有从碳石墨产品到碳纤维及碳/碳复合材料在内的完整生产线。西格里集团的核心竞争力源自其多年来在高温科技及工程应用方面积累的专业技能,这使得公司能够充分运用其广     

国外碳纤維及其复合材料的生产和应用概况

用多丝束PAN纤维(32万孔)生产碳纤维起源于西欧。此方法大大降低了碳纤维生产成本,且性能没有很大差别。更适用于片状模压、短纤注射或湿缠绕增强等。1981年以来随着碳纤维成本下降和工艺水平的提高,应用于一般工业领域的碳纤维需要量骤增。本文还着重介绍了碳纤维在宇航和航空、交通、机械和仪器、电器、体育和娱乐用品、医学等方面的应用概况。     

高温加热法制作石墨纤维的工艺研究

一、引言虽早在本世纪初,已有人注意到采用将碳质纤维加热到2300℃以上高温处理的方法来获得石墨纤维,但对于具有比较高的机械性能的石墨纤维材料的研制,还是六十年代初的事。石墨纤维具有比碳纤维更高的弹性模量,因此它作为一种优越的补强材料,与碳纤维差不多是同时在迅速发展,并于七十年代初实现了工业化。     

聚丙烯腈基碳纤维高温处理过程中石墨微晶的生长

分别采用激光拉曼光谱法(Raman)、广角X一射线衍射法(WAXD)研究并比较了聚丙烯腈基碳纤维在高温处理过程中,石墨结构形成时微晶的生长,尤其是在宽度方向上的增长规律.结果表明,在所选取的高温处理温度范围内,随着处理温度的不断提高,在石墨层面间距不断减小的同时,微晶在宽度方向上的增长基本上呈线性.拉曼光谱和X-射线衍射两种分析手段均能有效表征石墨微晶及片层结构,但由于基本空间模型的不同,两者所反映的基本结构信息有一定差别.     

石墨含量对PEEK基复合涂层性能的影响

利用石墨和聚四氟乙烯(PTFE)对聚醚醚酮(PEEK)进行混杂改性,控制PTFE和PEEK的质量比不变,通过冷压烧结的方法在不锈钢表面制备不同石墨质量分数的PEEK基复合涂层,研究石墨含量对涂层力学和摩擦性能的影响。结果表明:随着石墨质量分数的增多,PEEK基复合涂层的结晶度逐渐下降,涂层的硬度先增高后降低,摩擦因数不断降低,磨损率先降低后上升。在石墨质量分数为4%时,硬度最高21.78HV,摩擦因数为0.0461,磨损率最低为2.06×10~(-6)mm~3/(N·m),这与之前的研究相比,涂层的耐磨性得到大幅提高。但是过高的石墨质量分数会使分子链柔顺性下降、链段运动降低,涂层的耐磨性大大降低。     

工艺技术

碳纤维增强复合螺旋桨 道迪公司的罗托尔R320型复合桨叶螺旋桨,已获美国民航局(BCAA)批准用于以通用电气公司CT7发动机为动力的萨布—费尔柴尔德340。道迪公司声称这是用于飞机的第一个具有碳纤维增强桨叶螺旋桨。 该桨叶结构的特点在于用碳纤维纵桁贯通了整个叶片,叶片玻璃钢蒙皮内填有聚氨酯泡沫,蒙皮外表喷涂了聚氨酯耐蚀涂料。叶梢部所装的环形楔紧