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碳纤维纸张电热及温敏性效应研究
1
作者 李红斌 房桂干 +4 位作者 邓拥军 施英乔 韩善明 焦健 盘爱享 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
碳纤维纸张可作为优良的面状发热材料,若将其作为采暖地板中的电热元件,可实现地板、采暖一体化,具有广阔的市场前景,为避免碳纤维纸张在使用过程中出现安全隐患,需对碳纤维在碳纤维纸张中的电热和负温度系数(NTC)效应的作用机制进行研... 碳纤维纸张可作为优良的面状发热材料,若将其作为采暖地板中的电热元件,可实现地板、采暖一体化,具有广阔的市场前景,为避免碳纤维纸张在使用过程中出现安全隐患,需对碳纤维在碳纤维纸张中的电热和负温度系数(NTC)效应的作用机制进行研究。为了探究碳纤维纸张在通电加热条件下电热及电阻随温度变化的规律,采用红外热成像仪、体式显微镜等仪器分析了碳纤维单丝、搭接单丝、平行单丝及碳纤维纸张4种发热单元的电热和温敏效应,结果表明:碳纤维单丝、搭接单丝及碳纤维纸张表面温度变化趋势均随着输入功率的增加呈现线性增加,在单丝平行方向和垂直方向温度均呈GaussAmp方程曲线分布,碳纤维单丝相互距离等于或者小于0.8 cm,即可将两单丝间温度不均匀度控制在1℃以内;通电加热初期,发热单元电阻随温升的增加而急剧下降,当碳纤维单丝加载80 mW功率(即单丝温度接近35℃),纸张加载2000 mW功率(即纸张表面温度接近97℃)时,电阻值变化趋势趋于稳定,表明碳纤维单丝及碳纤维纸张均具有明显的NTC效应,并且发热单元中搭接单丝的NTC效应和电热效应在碳纤维纸张中起着主导作用,这对于创制适宜的采暖地板发热元件具有积极的指导意义。 展开更多
关键词 碳纤维单丝 碳纤维纸 温敏效应 电学特性 电热效应
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无机酸掺杂聚苯胺/碳纤维复合海洋电场传感器电极
2
作者 侯晓帆 孙久哲 +2 位作者 许嘉威 胡承儒 付玉彬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期391-399,I0001,I0002,共11页
碳纤维电极具有成本低、化学稳定性好、性能可调控等优点,可用于开发高性能海洋电场传感器.利用电化学原位聚合法制备盐酸、硫酸、磷酸掺杂的聚苯胺/碳纤维(PANI/CF)复合电场电极,提高其电化学性能与电场响应性能.结果表明:碳纤维表面... 碳纤维电极具有成本低、化学稳定性好、性能可调控等优点,可用于开发高性能海洋电场传感器.利用电化学原位聚合法制备盐酸、硫酸、磷酸掺杂的聚苯胺/碳纤维(PANI/CF)复合电场电极,提高其电化学性能与电场响应性能.结果表明:碳纤维表面生成致密的导电聚苯胺膜,并在循环伏安测试中出现特征氧化还原峰;电化学阻抗分析显示PANI/CF复合电极低频(0.01 Hz)阻抗值至少降低为空白电极的1/118,利于对水下微弱电场信号进行响应.在电场响应性能测试中,盐酸掺杂PANI/CF复合电极电位漂移量最低达1.77 mV/d;能够较好地响应1 mV/10 mHz的低频率低强度电场信号;误差线性度最小值为0.111%,在同类电极中具有最好响应灵敏度.该新型复合电场电极制备方法简单、成本低廉,有助开发新一代低成本、高性能海洋电场传感器. 展开更多
关键词 碳纤维电极 碳纤维/聚苯胺复合材料 无机酸掺杂 电化学性能 电场响应性能
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沥青基碳纤维的制备工艺、反应机理及调控方法
3
作者 刘金昌 严作贤 +2 位作者 王欣雨 解强 梁鼎成 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期110-123,共14页
沥青基碳纤维是重要的工程碳纤维之一,在航空航天、国防军工等领域具有广泛应用。沥青基碳纤维制备流程长、影响因素多,归咎于对其制备工艺、反应机理及调控方法的认识不足,迄今工业化生产强度性能优异的沥青基碳纤维仍面临诸多困难。... 沥青基碳纤维是重要的工程碳纤维之一,在航空航天、国防军工等领域具有广泛应用。沥青基碳纤维制备流程长、影响因素多,归咎于对其制备工艺、反应机理及调控方法的认识不足,迄今工业化生产强度性能优异的沥青基碳纤维仍面临诸多困难。以碳纤维生产流程为主线,针对原料预处理、沥青前驱体调制、熔融纺丝、预氧化及炭化与石墨化的现状、方法、机理及调控进行深入探讨分析。沥青基碳纤维的原料有煤系、石油系、生物质系、高分子系和纯化合物,原料预处理方法主要有蒸馏和萃取;沥青前驱体的调制本质是以氢转移反应和自由基反应并行的液相炭化反应,包括环化、芳构化、低聚和缩聚等复杂的反应过程。芳烃低聚物在高温下缩聚形成稠环芳烃片状大分子的基本结构单元,基本结构单元经过热运动不断聚集,形成聚集体;由于范德华力作用使基本结构单元相互堆叠,形成平行堆积体,进而通过层积、堆积等过程形成基本构筑单元聚集体。基本构筑单元聚集体在不同反应条件下可以转变为长程无序、短程有序的难石墨化结构,也可以转变为长程有序、短程有序的易石墨化结构。以煤系、石油系和生物质系物质为原料调制沥青前驱体时,因其反应活性好,通常选用设备简单、操作容易、成本低廉的热缩聚法;而当以萘、甲基萘等纯化合物为原料时,因其反应活性差,需要较高的温度才能引发自由基反应,故通常采用催化合成法。熔融纺丝宏观上起到塑型的作用,通过改变纺丝参数和喷丝板的形状分别可以调节碳纤维的直径和形状;此外,熔融纺丝对中间相沥青前驱体的重排分子作用尤为明显,使得石墨微晶更易沿轴向一维排列形成有序的石墨晶体结构。为使沥青纤维在炭化过程中不发生融化,需要将沥青纤维由热塑性转变为热固性,即通过轻微的氧化反应,让沥青中的稠环芳烃分子经历氧化、缩合、分解和脱水,从而形成特定的交联结构,最终在纤维结构中生成一定量的含氧官能团。炭化是使预氧化后的纤维经过复杂的化学反应和结构转变形成具有炭材料分子结构特征的碳纤维。炭化过程中,石墨微晶发生重排,非碳原子被移除,碳元素含量进一步升高;经过石墨化后,石墨晶体结构更加完整、取向度更高,使碳纤维向石墨纤维转变,强度性能更加优异。另外,针对沥青基碳纤维的突破方向,提出了从分子维度定向可控制备的思路;并为碳纤维生产过程中耗时耗能的预氧化步骤的优化改进提供了具体方法。 展开更多
关键词 碳纤维 沥青基 制备 机理 调控
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碳纤维含量对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料弯曲性能和失效行为的影响
4
作者 何理 邹春龙 +1 位作者 文周 王红霞 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期120-127,共8页
基于渐进损伤的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通过Matlab生成了不同碳纤维占比的碳纤维增强聚醚醚酮(CFRP)复合材料,建立了三点弯曲有限元模型。通过分析应力—应变分布、载荷—位移曲线和吸收能—位移曲线得出以下结论:添加... 基于渐进损伤的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通过Matlab生成了不同碳纤维占比的碳纤维增强聚醚醚酮(CFRP)复合材料,建立了三点弯曲有限元模型。通过分析应力—应变分布、载荷—位移曲线和吸收能—位移曲线得出以下结论:添加碳纤维有效改善了基体聚醚醚酮(PEEK)内部的应力—应变分布,显著提升了材料的力学性能、刚度和抗断裂性能。CFRP复合材料在三点弯曲过程中表现出更好的性能,能够承受明显的塑性变形,且有效避免裂纹扩展。此外,在相同位移载荷条件下,随着碳纤维含量增加,CFRP复合材料的位移逐渐减小。特别是在碳纤维质量分数为10%和20%的复合材料中,上表面和下表面的最大位移呈现出曲折的特点。结合应力—应变场的分布情况,这表明碳纤维的添加能有效提高材料的刚度和抗弯性能。 展开更多
关键词 碳纤维增强聚醚醚酮 三点弯曲 VUMAT子程序 Johnson-Cook模型 弯曲性能
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氯苯添加量对通用级碳纤维结构与强度性能的影响
5
作者 刘金昌 向玲 +3 位作者 严作贤 王欣雨 梁鼎成 解强 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期83-91,共9页
采用氯化-脱氯化法制备通用级碳纤维是煤液化残渣的高附加值利用路径之一,然而迄今为止,针对以氯苯为氯源诱导的氯化-脱氯化反应的研究尚不够深入,尤其是氯苯添加量对碳纤维结构与性能的影响仍缺乏研究。以煤液化残渣为原料,以氯苯为氯... 采用氯化-脱氯化法制备通用级碳纤维是煤液化残渣的高附加值利用路径之一,然而迄今为止,针对以氯苯为氯源诱导的氯化-脱氯化反应的研究尚不够深入,尤其是氯苯添加量对碳纤维结构与性能的影响仍缺乏研究。以煤液化残渣为原料,以氯苯为氯源,采用氯化-脱氯化法制备通用级碳纤维。借助元素分析仪、傅立叶变换红外光谱仪、^(13)C固态核磁共振波谱仪、X射线光电子能谱仪、基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪、扫描电子显微镜、拉伸强度测试仪及高精度显微镜表征研究氯苯添加量(10 g~40 g)对沥青前驱体分子组成与结构、熔融纺丝性及碳纤维强度性能的影响及规律。结果表明:经氯化-脱氯化法制得的煤液化残渣基沥青前驱体以芳香碳为主要组成,碳元素含量达91%以上,且碳元素含量和碳氢质量比随着氯苯添加量的升高而略微降低;X射线光电子能谱分析结果表明,经脱氯化反应后未见氯元素残留;氯化-脱氯化反应促使了芳环之间的缩聚,当氯苯添加量为20 g时,平均相对分子质量的质荷比为677;通过13 C固态核磁共振波谱可知,氯苯诱导的缩聚反应主要是加强了芳环的渺位缩聚,当氯苯添加量从10 g增加至40 g时,渺位缩聚碳的含量从9.40%提升至11.78%,这说明沥青前驱体的分子结构沿着一维方向呈现线性排列,进而熔融纺丝性随着氯苯添加量的增加而明显提高,CLR-CB-30和CLR-CB-40两组沥青前驱体在293 r/min的缠丝转速下仍能实现连续纺丝而不发生断裂,碳纤维的表面和断面光滑无缺陷,平均强度性能最高达932 MPa,平均直径约为12μm。表明采用氯化-脱氯化法制备出的煤液化残渣基通用级碳纤维具有较好的强度性能,达到了目前以煤焦油沥青或者石油沥青为原料工业化生产的通用级碳纤维的水平。 展开更多
关键词 通用级碳纤维 煤液化残渣 氯化-脱氯化 氯苯添加量 结构 强度性能
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阵列式碳纤维复合材料的制备与微波吸收机理研究
6
作者 贾琨 董文洁 +2 位作者 宋进 马晨 王建刚 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2024年第2期154-161,共8页
以碳纤维为代表的碳材料具有质轻、导电性好、化学稳定性强等突出的物理化学性质,将其作为吸波剂使用可以提升材料的吸波性能、使用寿命并有效降低重量。通过“电场取向优化+基体灌封固化”的工艺完成了不同组分阵列式碳纤维复合材料的... 以碳纤维为代表的碳材料具有质轻、导电性好、化学稳定性强等突出的物理化学性质,将其作为吸波剂使用可以提升材料的吸波性能、使用寿命并有效降低重量。通过“电场取向优化+基体灌封固化”的工艺完成了不同组分阵列式碳纤维复合材料的制备,采用SEM、FT-IR等手段对材料的形貌和化学成分进行表征,利用矢量网络分析仪对材料在2~18 GHz频段内的复介电常数和复磁导率进行表征,分析了微观结构对材料电磁参数、界面阻抗匹配及电磁波吸收性能的影响规律,最后研究碳纤维空间排布形式、复配粉体成分对其吸波性能的影响机制。结果表明,材料的电磁损耗机制由电介质损耗、干涉相消、界面极化弛豫、磁损耗共同构成;当复合材料厚度为2.0 mm时,反射率<-10 dB(6.1~7.6 GHz),在6.5 GHz处最大衰减值为-15.2 dB,热导率达到3.2 W/(m·K);验证所制备的材料在满足电磁波吸收功能的同时还具有一定的导热性。 展开更多
关键词 碳纤维 阵列式 复合材料 吸波性能 吸波机制
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Sn-Zn合金包覆PAN基碳纤维/聚六氟丙烯有机光纤材料的制备
7
作者 孔德忠 周浩然 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2024年第2期38-41,共4页
采用Sn-Zn合金包覆聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,以聚六氟丙烯为载体制备塑料光纤(POF)皮层材料,并将POF皮层材料与聚苯乙烯光纤芯材进行匹配,研究了材料在力学性能、传输损耗性、光场强度方面的变化。结果表明:Sn-Zn合金表面包覆PAN基碳纤维... 采用Sn-Zn合金包覆聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,以聚六氟丙烯为载体制备塑料光纤(POF)皮层材料,并将POF皮层材料与聚苯乙烯光纤芯材进行匹配,研究了材料在力学性能、传输损耗性、光场强度方面的变化。结果表明:Sn-Zn合金表面包覆PAN基碳纤维与聚六氟丙烯结合紧密,作为POF皮层材料的效果良好,在最常见的650 nm波长、100 m内,传输低于100 Mb/s速率数据信息的能力符合要求,光信号基本环绕着光纤芯材传播,没有过多的光信号因为皮层材质的缘故而散失,表明该皮层材料与聚苯乙烯光纤芯材的匹配性较高。 展开更多
关键词 Sn-Zn合金 聚丙烯腈基碳纤维 聚六氟丙烯 塑料光纤皮层材料 传输损耗
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LLDPE/碳纤维网复合膜的制备及性能
8
作者 石素宇 张学锋 +2 位作者 白雨 王利娜 辛长征 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期98-101,108,共5页
为了提高线型低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,将碳纤维(CF)梳理成均匀的碳纤维网,将其作为增强材料与LLDPE复合制备LLDPE/CF复合膜,综合利用热失重分析(TG)、扫描示差量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等手段分析碳... 为了提高线型低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,将碳纤维(CF)梳理成均匀的碳纤维网,将其作为增强材料与LLDPE复合制备LLDPE/CF复合膜,综合利用热失重分析(TG)、扫描示差量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等手段分析碳纤维网含量对复合膜结构及性能的影响。结果表明:与LLDPE膜相比,LLDPE/CF复合膜的拉伸强度和杨氏模量显著提高并随碳纤维网含量增加而增大,当碳纤维网质量分数仅为1%时,拉伸强度从10.6MPa提高到28.7MPa,提高了171%,杨氏模量由75MPa增大到1119MPa,约提高到原来的15倍;碳纤维网的引入有利于LLDPE/CF复合膜热稳定性能的提高,当碳纤维网含量仅为1%时,LLDPE/CF的初始热分解温度和最大热分解速率温度与LLDPE相比分别提高了21℃和11℃;碳纤维网的引入促进了LLDPE分子链的结晶,使LLDPE/CF复合膜的结晶度增大,有利于拉伸强度和模量提高;SEM结果显示碳纤维网与LLDPE基体间的界面结合较强,有利于力学性能的提高。研究成果可为高性能聚合物/碳纤维复合材料的制备提供实验依据和理论指导价值。 展开更多
关键词 线型低密度聚乙烯 碳纤维网 复合膜 热压成型 高性能
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“无机粒子-无纺布”协同改性碳纤维复合材料及其增韧机理
9
作者 康少付 范航天 +3 位作者 瞿立 李进 安百俊 李大同 《宁夏工程技术》 CAS 2024年第1期16-22,共7页
针对碳纤维复合材料层间性能较差、易发生分层损伤的问题,提出一种采用SiC粒子和热塑性共聚酰胺(PA)无纺布对碳纤维/环氧树脂基复合材料(CFRP)进行增韧改性的技术,在层间构筑一种“无机颗粒/热塑性纤维/树脂基体”多组分多尺度增韧相体... 针对碳纤维复合材料层间性能较差、易发生分层损伤的问题,提出一种采用SiC粒子和热塑性共聚酰胺(PA)无纺布对碳纤维/环氧树脂基复合材料(CFRP)进行增韧改性的技术,在层间构筑一种“无机颗粒/热塑性纤维/树脂基体”多组分多尺度增韧相体系,对比分析改性前后复合材料的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性和耐热性,借助扫描电子显微镜(SEM)和动态热机械分析仪揭示其增韧和耐热性机制。结果表明,与未改性的CFRP材料相比,当SiC填充量(质量分数)为1%、PA无纺布面密度为25 g/m2时,改性CFRP材料Ⅰ型层间断裂韧性(GⅠC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)分别提高了52.7%和222.6%。无机粒子的阻滞效应、纤维的桥连效应和基体树脂的塑性变形是其主要增韧机制。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 无机粒子 无纺布 增韧机理 耐热性
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碳纤维复材结构网球器械接头的胶接强度性能表征
10
作者 王云升 张海华 《粘接》 CAS 2024年第4期12-15,共4页
针对网球器械用碳纤维复合材料胶接连接,以超声机械振动方法胶接处理了网球器械用碳纤维复合材料,并测试分析了碳纤维复合材料胶接强度。结果表明,超声机械振动胶接工艺参数直接影响着网球器械用碳纤维复合材料的胶接强度,其振动时间为... 针对网球器械用碳纤维复合材料胶接连接,以超声机械振动方法胶接处理了网球器械用碳纤维复合材料,并测试分析了碳纤维复合材料胶接强度。结果表明,超声机械振动胶接工艺参数直接影响着网球器械用碳纤维复合材料的胶接强度,其振动时间为21s、振动压力为0.35 MPa、振动位置为27 mm、振幅为57μm时,网球器械用碳纤维复合材料胶接强度最高;相较于未超声机械振动对照组,基于正交实验优化的超声机械振动组的碳纤维复合材料胶接强度更高,且试样破坏后胶层截面位置缝隙非常小,胶接强度分散性较小,胶接性能更加稳定。 展开更多
关键词 网球器械 碳纤维复合材料 正交实验 胶接强度 胶粘剂
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一种集成电路电容适用的碳纤维改性复材制备及性能
11
作者 李华 李国 《粘接》 CAS 2024年第4期113-116,共4页
为了提升集成电路电容用复合材料的综合性能,对比分析了碳纤维(CF)、Ni(OH)_(2)改性碳纤维CF-Ni(OH)_(2)和聚多巴胺改性碳纤维CF-PNi的表面形貌、化学结构、润湿性能和力学性能。结果表明,原始CF表面存在深度不一的加工沟槽、粗糙度较大... 为了提升集成电路电容用复合材料的综合性能,对比分析了碳纤维(CF)、Ni(OH)_(2)改性碳纤维CF-Ni(OH)_(2)和聚多巴胺改性碳纤维CF-PNi的表面形貌、化学结构、润湿性能和力学性能。结果表明,原始CF表面存在深度不一的加工沟槽、粗糙度较大,当经过Ni(OH)_(2)和聚多巴胺改性处理后,碳纤维表面沟槽基本消失,表面粗糙度减小。改性CF相较CF与树脂(EP)的接触角都有不同程度减小,与树脂接触角从大至小顺序依次为:CF、CF-Ni(OH)_(2)、CF-PNi;当采用Ni(OH)_(2)对CF进行改性后,CF-Ni(OH)_(2)/EP的弯曲强度F_(s)、弯曲模量F_(m)、层间剪切强度ILSS和横向拉伸强度Hl相较CF有明显提升,采用聚多巴胺进一步对CF-Ni(OH)_(2)进行改性处理后,CF-PNi/EP的F_(s)、F_(m)和Hl会相较CF-Ni(OH)_(2)/EP进一步提升,而ILSS变化幅度不大。 展开更多
关键词 集成电路电容 碳纤维 Ni(OH)_(2)改性 表面形貌 润湿性能 力学性能
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导电作用下碳纳米管-碳纤维沥青混合料的自愈合研究
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作者 栾利强 任俊颖 +2 位作者 余和德 文双寿 江永盛 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1151-1157,共7页
针对沥青路面因车辆荷载、温度荷载等带来的裂缝扩展问题,采用碳纳米管-碳纤维制备导电沥青混合料,进行电-热愈合试验,分析沥青混合料裂缝愈合前后的电阻率值、断裂能、极限承载力和微观结构,研究导电作用下碳纳米管-碳纤维沥青混合料... 针对沥青路面因车辆荷载、温度荷载等带来的裂缝扩展问题,采用碳纳米管-碳纤维制备导电沥青混合料,进行电-热愈合试验,分析沥青混合料裂缝愈合前后的电阻率值、断裂能、极限承载力和微观结构,研究导电作用下碳纳米管-碳纤维沥青混合料的自愈合水平。结果表明,碳纳米管掺量在0.5%,1.0%时可以显著提高沥青混合料的自愈合能力;导电沥青混合料的自愈合水平与愈合前、后电阻率比值存在Sine函数关系;在50℃、20 min环境下小梁试件的极限承载力和断裂应变能得到最大限度的恢复。 展开更多
关键词 沥青路面 导电沥青混合料 碳纳米管-碳纤维 电-热 自愈合
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碳纤维/UiO66-NH2环氧复合材料的制备及其性能研究
13
作者 赵敏 屈晴 杨舒琪 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第3期98-105,共8页
本文首先合成出锆基MOF材料UiO66-NH_(2),并设计得到PA功能化的MOF材料UiO66-NH_(2)-PA,再将其分散在环氧树脂基体中,制备了性能优异的碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料.随后,通过FT-IR、SEM、XRD对UiO66-NH_(2)以及UiO66-NH_(2)-PA进... 本文首先合成出锆基MOF材料UiO66-NH_(2),并设计得到PA功能化的MOF材料UiO66-NH_(2)-PA,再将其分散在环氧树脂基体中,制备了性能优异的碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料.随后,通过FT-IR、SEM、XRD对UiO66-NH_(2)以及UiO66-NH_(2)-PA进行了表征,使用万能试验机对碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的力学性能进行了测试.结果表明,UiO66-NH_(2)-PA被成功制备,且改性后的碳纤维复合材料的抗弯曲和抗剪切强度分别提高了26.54%和29.09%.这是因为UiO66-NH_(2)-PA中氨基和磷基的作用增强了界面强度,既提高了碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的储能模量,又增强了复合材料的界面结合能力,从而实现了通过共同作用以提高碳纤维、环氧复合材料力学性能的目标. 展开更多
关键词 金属有机框架 力学性能 碳纤维环氧复合材料
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碳纤维板加固H型钢梁抗剥离夹具研制及应用试验
14
作者 周朝阳 樊文华 +1 位作者 汪毅 周锦 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期525-535,共11页
外贴碳纤维板是钢梁抗弯加固的常用方法,但其端部易因界面应力集中导致剥离破坏,严重影响高性能材料的有效利用,特别是结构加固后的安全服役.为此开发出一种适用于H型钢梁的简易夹具——C形槽板夹,以加强碳纤维板的端部锚固.通过多根带... 外贴碳纤维板是钢梁抗弯加固的常用方法,但其端部易因界面应力集中导致剥离破坏,严重影响高性能材料的有效利用,特别是结构加固后的安全服役.为此开发出一种适用于H型钢梁的简易夹具——C形槽板夹,以加强碳纤维板的端部锚固.通过多根带夹碳纤维板加固梁的静力加载试验,验证了此夹具的可靠性,并考察了碳纤维板伸入剪跨段长度与剪跨段长度之比及锚固方式(纯粘、端锚和混锚)对加固效果的影响.研究发现端锚加固不同于纯粘,只要梁的控制截面仍在夹具之间,碳纤维板的极限应力、加固效果及利用效率均随其长度缩短而提高,当碳纤维板长度分别为600、750 mm时,前者极限应变和承载力比后者分别高27.3%和8.1%.由于钢梁表面处理质量较差,混锚加固梁均发生突然剥离,后期退化为端锚加固梁,因而相比端锚加固梁加固效果改善不大,需要提高表面处理质量再做类似研究.尽管如此,相比纯粘加固梁,混锚加固梁采用C形槽板夹后剥离破坏被延迟,抗弯性能大为改善.试验过程中还用压电阻抗法对界面剥离情况进行了检测,结果符合实际. 展开更多
关键词 碳纤维板 抗弯加固 H型钢梁 剥离 C形槽板夹 压电阻抗法
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复合催化剂Ag-Ti/碳纤维的制备及光催化降解罗丹明B
15
作者 戴丽艳 《化学工程师》 CAS 2024年第3期11-13,18,共4页
本文采用乙酸钛、AgNO3和碳纤维为原料,通过溶胶-凝胶法制备了新型Ag/TiO_(2)负载碳纤维光催化材料。通过XRD、SEM观察了微观形貌和结构。研究发现,所制备的复合光催化材料结晶性能良好,由于Ag的加入,复合光催化材料晶粒细化,催化活性... 本文采用乙酸钛、AgNO3和碳纤维为原料,通过溶胶-凝胶法制备了新型Ag/TiO_(2)负载碳纤维光催化材料。通过XRD、SEM观察了微观形貌和结构。研究发现,所制备的复合光催化材料结晶性能良好,由于Ag的加入,复合光催化材料晶粒细化,催化活性更高。探讨了光催化剂对罗丹明B溶液降解效果的影响,发现当催化剂的用量为0.30g·L^(-1)、罗丹明B溶液的浓度为6mg·L^(-1)时,在Ag掺杂比为Ag/TiO_(2)=2∶1的复合光催化剂情况下,其降解活性最高,可达到88%以上,为解决染料废水的治理提供技术支持。 展开更多
关键词 碳纤维 光催化 罗丹明B
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调控纺丝温度提高中间相沥青碳纤维的力学和导热性能
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作者 燕春晖(摘译) 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期12-12,共1页
湖南大学、湖南东映碳材料科技股份有限公司和北京航天材料及工艺研究所的研究人员在《新型碳材料杂志》上发表了题为“基于工程化设备通过调控纺丝温度提高中间相沥青碳纤维力学和导热性能”的论文。研究人员发现,通过调整纺丝温度,中... 湖南大学、湖南东映碳材料科技股份有限公司和北京航天材料及工艺研究所的研究人员在《新型碳材料杂志》上发表了题为“基于工程化设备通过调控纺丝温度提高中间相沥青碳纤维力学和导热性能”的论文。研究人员发现,通过调整纺丝温度,中间相沥青基碳纤维(MPCF)的机械性能和热导率可以在制备过程中得到显著提升。在纺丝温度为309℃的情况下,该碳纤维的导热系数和抗拉强度分别为704 W/(m·K)和2.16 GPa。当纺丝温度升至320.5℃时,该碳纤维的热导率和拉伸强度增加了约50%,分别达到1077 W/(m·K)和3.23 GPa。 展开更多
关键词 纺丝温度 中间相沥青碳纤维 导热性能 碳材料 中间相沥青基碳纤维 导热系数 北京航天 拉伸强度
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生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展
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作者 郑波 颜春 +7 位作者 祝颖丹 刘东 徐海兵 陈刚 陈明达 刘小青 代金月 吕东喜 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期8-12,17,共6页
环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解... 环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。 展开更多
关键词 生物基环氧树脂 碳纤维复合材料 可降解 可回收
原文传递
考虑张力制度影响的碳纤维缠绕容器爆破性能预测与仿真插件开发
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作者 刘雨桐 成吉思远 +5 位作者 刘艳龙 许英杰 张卫红 刘宁 何梅 王鹏 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期253-261,共9页
针对缠绕张力对碳纤维缠绕容器承载性能影响规律尚不明确的问题,基于ABAQUSTM软件开发了一套用户友好、自主选择性好且高效的插件工具,能够自动化完成模型建立和相关设置工作,实现了考虑多种缠绕工艺参数的容器结构精细化建模。基于该... 针对缠绕张力对碳纤维缠绕容器承载性能影响规律尚不明确的问题,基于ABAQUSTM软件开发了一套用户友好、自主选择性好且高效的插件工具,能够自动化完成模型建立和相关设置工作,实现了考虑多种缠绕工艺参数的容器结构精细化建模。基于该插件工具,对碳纤维缠绕容器在不同缠绕张力制度下的爆破性能进行了参数化分析,通过爆破试验验证了数值模型的有效性。对于直径为Ф155 mm和Ф474 mm的容器,90 N-80 N-60 N和200 N-180 N-160 N逐层减小的缠绕张力制度将提高容器的爆破性能;对于20 N和30 N递减张力制度,直径Ф474 mm容器的爆破压强随着内层张力的减小逐渐降低,当张力递减幅度增加时,容器的爆破压强趋于稳定,其下降幅度由16.79%减小到3.05%。此外,容器封头段与筒身段过渡区域的应变水平最高,为碳纤维缠绕容器的薄弱位置。 展开更多
关键词 碳纤维缠绕容器 缠绕张力制度 ABAQUS 爆破性能 精细化模型
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短切碳纤维增强MC尼龙复合材料的制备与性能
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作者 林嘉恩 张鹏 +4 位作者 杨玉婧 麦振宇 张功武 程永奇 章争荣 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-90,143,共8页
MC尼龙是一种已得到广泛应用的重要的工程塑料,但存在尺寸稳定性较差、热稳定性不高和重载下强度欠佳等缺点。本研究采用短切碳纤维(SCF)作为改性剂,探索研究了SCF/MC尼龙复合材料的制备工艺,研究了不同的SCF含量对复合材料密度、转化... MC尼龙是一种已得到广泛应用的重要的工程塑料,但存在尺寸稳定性较差、热稳定性不高和重载下强度欠佳等缺点。本研究采用短切碳纤维(SCF)作为改性剂,探索研究了SCF/MC尼龙复合材料的制备工艺,研究了不同的SCF含量对复合材料密度、转化率、机械性能、摩擦性能及结晶度的影响。结果表明:在0~20%SCF含量范围内,复合材料的密度及拉伸强度表现为先增大后减少;转化率和冲击强度为20%SCF复合材料最为突出;而摩擦系数、磨损量在加入SCF后呈现先减少后增加的趋势。在10%SCF含量时,材料表现出较好的摩擦性能,同时结晶温度增大到182.95℃,结晶度为35.57%。研究结果证实通过添加适当比例的SCF改性剂可以有效改善MC尼龙的性能,这为进一步开发满足某些特殊螺旋传动下的新型复合材料做了有益尝试。 展开更多
关键词 MC尼龙 短切碳纤维 复合材料 性能
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环氧树脂/碳纤维复合材料模压制品翘曲变形的影响因素分析
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作者 赵川涛 贾志欣 +5 位作者 刘立君 李继强 张臣臣 荣迪 高利珍 姚吉尔 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期59-66,共8页
围绕环氧树脂/碳纤维片状模塑料模压平板制品深入研究了翘曲变形问题。用三坐标测量仪测得平板制品的平面度以表征制品的翘曲变形量。通过邓肯法多重比较各因素的水平显著性影响差异并进一步分析了各工艺参数对制品翘曲变形的影响趋势;... 围绕环氧树脂/碳纤维片状模塑料模压平板制品深入研究了翘曲变形问题。用三坐标测量仪测得平板制品的平面度以表征制品的翘曲变形量。通过邓肯法多重比较各因素的水平显著性影响差异并进一步分析了各工艺参数对制品翘曲变形的影响趋势;同时分析了纤维分布、孔隙特征、上下模具温度、型腔压力分布等对制品翘曲的影响机理。结果表明,制品翘曲量分布在0.302~1.29 mm之间;通过正交实验方差分析得到模压成型工艺参数对翘曲变形的影响大小顺序为:模压压力(P)>合模速度(v)>保压时间(t)>模压温度(T),影响制品翘曲变形的显著性因素是模压压力。 展开更多
关键词 环氧树脂 碳纤维 片状模塑料 模压成型 翘曲变形
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