热处理时间对PAN碳纤维性能影响的研究

聚丙烯腈(PAN)碳纤维由有机纤维经过高温处理得到,其结构和性能与热处理时间密切相关。采用固体核磁共振碳谱仪、热失重分析仪、X射线衍射仪和力学性能分析等研究了热处理时间对预氧纤维结构、碳纤维结构和性能的影响。结果表明:预氧化时间的延长使环化、脱氢和氧化反应形成的—C═N、C═C、C═CH、C═O含量增加,使预氧纤维的稳定性增强,形成的碳纤维微晶尺寸较小、层间距较大,碳纤维拉伸强度和拉伸模量较大,但体密度较低;随着碳化时间的延长,纤维的热稳定性呈现先下降后增强的趋势,碳纤维的微晶尺寸增大,层间距减小,碳纤维的体密度、拉伸强度和拉伸模量增加。     

T300碳纤维热处理对Cf/SiC复合材料性能的影响

以聚碳硅烷先驱体浸渍裂解工艺制备T300碳纤维增强3D Cf/SiC复合材料,研究了T300碳纤维预先热处理对材料性能的影响.结果表明,热处理能够弱化Cf/SiC复合材料中纤维-基体界面结合,减少碳纤维在复合过程的损伤,显著提高复合材料性能.纤维经热处理后制备的Cf/SiC复合材料弯曲强度和断裂韧性分别从未经处理的154MPa,4.8MPa·m1/2提高到437MPa,20.4 MPa·m1/2.     

表面处理对碳纤维基β-PbO_2电极性能的影响

对碳纤维布进行表面处理,采用电沉积法制备碳纤维基β-PbO_2电极材料,并对碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:通过表面处理,能够显著改善碳纤维的表面粗糙度和化学活性。热空气氧化温度为400℃时,碳纤维表面的化学活性最高;热空气氧化和液相氧化双重氧化发现,碳纤维表面的化学活性进一步提高,表面的沟槽和凹坑更为明显,经此表面处理条件后制备的碳纤维电极界面电阻率最低为6.19×10^-5Ω·m,导电性能和电化学性能最好,耐腐蚀性能最强,腐蚀速率仅为1.44×10^-3g·cm^-2·h^-1,由此说明,不同表面处理条件能够极大地影响碳纤维电极材料界面结合性能,从而影响碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能。     

热处理对PAN基碳纤维结构的影响

本文用X-射缦衍射技术,通过计算机进行背底扣除、劳伦滋-偏光因子校正,分峰,然后计算在不同温度热处理的PAN基碳纤维及沥青碳纤维的晶粒尺寸(L_a、L_ē),L_ē表示乱层结构中C轴方向层面堆砌的平均厚度,L_a表示乱层中网平面的平均直径,二者均随热处理温度的增加而增加。同时,还求取了PAN基纤维的芳构化指数随温度的变化,可用该指数表征PAN纤维热处理过程中环化的程度。     

涂层及热处理状态对碳纤维机械性能的影响

本文系统研究了热处理对具有Ni、SiC、SiC-Ni双涂层的碳纤维机械性能的影响。结果表明,碳纤维拉伸强度随SiC涂层厚度增加而提高,涂SiC碳纤维断裂方式为纤维拔出型。经热处理后涂SiC碳纤维性能不下降。涂SiC-Ni碳纤维随热处理时间延长而缓慢下降,涂Ni碳纤维性能下降最快。分析了碳纤维性能下降的原因及碳纤维在不同条件下的断裂机制。     

热处理对聚乙烯性能的影响

研究了热处理对聚乙烯性能的影响。不同的热处理过程使聚乙烯的吸水性能和水树枝的形成存在一定的差异,冷却快的聚乙烯吸水率大,容易形成水树枝;而冷却慢的聚乙烯吸水率小,不容易产生水树枝。在纯聚乙烯内空间电荷容易积累,在经过改性的聚乙烯中空间电荷积累减弱。这些结果可以用样品结晶过程的差异和样品结构的不同加以解释。     

高温对碳纤维拉伸性能的影响

碳纤维复合材料在加工和应用时,因经过高温处理,其性能有所改变,限制了其使用范围。研究了3种碳纤维拉伸性能随温度的变化规律。结果表明:日本东丽、东邦和美国阿莫科碳纤维分别在200、500、800℃下高温处理1h,随温度升高,3种碳纤维强度和伸长率都减小,其中东邦碳纤维强度损失最小;对东邦碳纤维进行100~1000℃的两种方式高温处理,碳纤维强度都先增大后减小,当温度升到500℃时,强度达最大;模量随着温度的升高先增大后减小,断裂伸长率明显降低;600℃时纤维直径开始明显变细。     

碳纤维的热处理设备

碳纤维的热处理设备热处理是碳纤维制造过程中最主要的阶段。通过热处理，原丝转变成碳纤维，从而使纤维具有很高的物理机械性能。热处理包括原丝氧化（热稳定、热定形），碳化和石墨化。马克兰《化纤机械》科研生产联合体（切尔尼戈夫）自１９７６年开始进行以聚丙烯腈、...     

碳纤维基体层状复合电极材料的电化学性能

采用电沉积法制备碳纤维层状复合电极材料,通过XRD、SEM和电化学工作站等分别测试碳纤维基体层状复合电极材料表面活性层物相结构、组织形貌和电催化活性,并比较碳纤维电极与传统铅合金电极的质量以及两种电极材料的耐腐蚀性能。结果表明,所制备的碳纤维电极表面活性层为β-PbO_2,在电沉积电流密度为40mA/cm~2和电沉积时间为100min时,得到的活性层β-PbO_2致密均匀、活性层内应力最小、裂纹最少,此时碳纤维电极的析氧电位最低、电催化活性最优;与传统铅合金电极相比,碳纤维电极质量减轻了减轻了69.7%,且碳纤维电极的腐蚀电位更高、腐蚀速率更小,碳纤维电极具有更好的耐腐蚀性能。由此说明,碳纤维层状复合电极材料是一种质量轻、不溶解、耐腐蚀的电极材料,有着良好的开发应用前景。     

激光对碳纤维及碳纤维/环氧树脂复合材料性能影响

采用高能激光束对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维进行表面改性。利用SEM、EDS、FTIR、XRD、万能试验机等表征手段,对改性前后碳纤维微观形态、成分变化、物相结构、力学性能进行表征,系统地研究了激光束对碳纤维微观组织变化、性能变化等的影响规律,探索激光束对碳纤维的作用机制。结果表明,碳纤维经激光表面改性后,其表面的粗糙度和比表面积增加,碳纤维的浸润性得到提升,且激光束的功率越高、扫描速度越低,碳纤维浸润性越好。改性后的碳纤维化学成分、微观结构及官能团种类没有改变;改性后的碳纤维官能团种类没有改变,说明激光改性过程主要以物理过程为主;激光改性没有改变碳纤维的微观结构,改性后微晶尺寸略有减小,有利于改善碳纤维与环氧树脂的界面黏结性能。激光表面改性碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度的提高,当碳纤维质量分数为0.2wt%、激光改性功率为150 W时,碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度提高了59%,冲击强度提高了52%。     

碳纤维含量对短碳纤维-铜复合材料性能的影响

用粉末冶金法制造了碳纤维分布均匀的碳纤维一铜复合材料,测定了复合材料的力学性能和物理性能,表明在碳纤维与铜基体之间存在界面结合,碳纤维含量对复合材料性能影响极大。     

碳纤维含量对短碳纤维－铜复合材料性能的影响

用粉末冶金法制造了碳纤维分布均匀的碳纤维一铜复合材料，测定了复合材料的力学性能和物理性能，表明在碳纤维与铜基体之间存在界面结合，碳纤维含量对复合材料性能影响极大。     

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。     

碳纳米管对碳纤维复合材料界面性能的影响

碳纤维(CF)复合材料由于其优异的机械性能被广泛应用于各个领域,但碳纤维与基体之间差的粘结性导致其性能受到限制。为了充分发挥碳纤维复合材料的作用,需对碳纤维进行表面处理,以便形成有效的界面粘结性,来提高复合材料的性能。本文主要围绕碳纳米管对碳纤维复合材料的界面粘结性的改善,进而概述了碳纳米管(CNTs)的加入对碳纤维增强复合材料界面性能的影响。     

上浆剂对碳纤维表面性能的影响

通过对三种碳纤维的表面上浆剂的红外光谱、质量百分含量、厚度以及带有上浆剂和不带上浆剂碳纤维的接触角、微观形态和表面化元素种类及含量进行了测试,研究讨论了这三种碳纤维表面上浆剂对碳纤维表面性能的影响.实验结果表明,不同牌号的碳纤维,其表面上浆剂的质量百分含量和厚度均有所不同,但都有严格的控制;对于不同形态的碳纤维,一些上浆剂会改变其表面微观形貌;上浆剂还可以改变碳纤维表面的浸润性.     

C-Si 梯度涂层对碳纤维性能的影响

本文提出并探索了在碳纤维表面化学气相沉积 C-Si 梯度涂层的新方法,研究了 C-Si 梯度涂层对碳纤维性能的影响。实验结果表明,碳纤维表面化学气相沉积 C-Si 梯度涂层结构中的 C,Si 元素均呈非晶态结构;梯度涂层能大幅度提高碳纤维的抗氧化性。梯度涂层减少了涂层与纤维基体的各种不匹配因素,缓和了涂层中热应力,限制了氧化反应的进行,使梯度涂层纤维氧化前后强度均明显高于 Si,SiC,SiO_2等单一涂层纤维。     

上浆剂含量对碳纤维性能的影响

以国产聚丙烯腈(PAN)基高强中模碳纤维(QZ5526)为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、万能材料试验机、纱线耐磨仪等表征手段分析比较了上浆量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的碳纤维表面物理结构和化学特性,结合耐磨性、悬垂性、表面能以及拉伸强度、层间剪切强度(ILSS)等力学性能实验,探讨了上浆量对国产高强中模碳纤维表面形貌、后加工性能及复合材料界面性能的影响。结果表明：上浆剂含量对纤维的表面粗糙度、化学活性、耐磨性、力学性能和层间剪切性能等影响显著,适宜的上浆量(1.5%左右)有助于改善碳纤维表面性能以及与树脂基体的界面结合能。     

硅溶胶改性碳纤维对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能影响

以硅烷偶联剂和正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体, 以固体酸-对甲苯磺酸为催化剂制备硅溶胶, 利用硅溶胶对碳纤维进行表面改性后, 以环氧树脂为基体, 制备碳纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM、 TEM、 万能试验机、 偏光显微镜等对表面改性前后的碳纤维形态、 力学性能及碳纤维/环氧树脂复合材料的界面性能进行表征, 研究了硅溶胶改性碳纤维对其复合材料界面性能影响。结果表明, 硅溶胶处理碳纤维后, 在碳纤维表面原位生成具有膜-粒结构的表面层, 改性后碳纤维的强度由2.41 GPa提高到3.00 GPa, 界面性能也得到了明显改善, 界面剪切强度(IFSS)提高了51.41%。     

聚苯胺/碳纤维复合电极的控制制备与性能

采用电化学原位聚合可控地合成了聚苯胺(PANI)/活性碳纤维毡(ACC)复合材料电极,用FTIR、SEM和电化学方法对复合材料电极的结构、形貌和电化学性能进行了表征,结果表明,ACC上的酸性(含氧)官能团与碱性苯胺通过静电和氢键相互作用,对聚苯胺的成核起到诱导作用;通过调控电解质浓度、电流密度和施加电流方式可有效制备出不同形貌、不同电化学性能的PANI/ACC有序结构复合材料;该复合材料呈现出ACC双电层电容和PANI法拉第赝电容的协同效应,在充放电电流为1A/g时,复合材料比电容达362F/g,为同等条件下ACC的2.5倍,该复合材料不仅电化学活性优异、成本低、具有快速地充放电性能,且该制备工艺过程简单,易于大规模工业化生产。     

热处理对竹材理化性能影响研究进展

目的 归纳国内外现有热处理工艺对竹材理化性能的影响的研究进展,分析不足,并提出热处理竹材作为代木材料在包装领域的未来研究趋势。方法 综述不同热处理竹材工艺(包含时间条件、温度条件、介质种类)的研究现状,总结竹材理化性能的变化特点。结果 当前热处理技术作为环保简易的竹改性技术表现出一定优势,但单一的工艺条件对竹材原有性能会产生负向影响,需对工艺参数和反应条件进行开发改进,并设计相应的制备装置。结论 采用热处理条件多线程综合工艺可以在优化竹材性能的同时,保持甚至降低中高温对竹结构的破坏,从而增加热处理竹材的使用年限,并拓展其使用领域。