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高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析 被引量：16
1
作者 彭公秋 李国丽 +1 位作者 曹正华 谢富原 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A02期398-402,共5页
聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋... 聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。 展开更多
关键词 聚丙烯腈碳纤维 高强型碳纤维 高模型碳纤维
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国内外PAN基高模量碳纤维的技术现状与研究进展 被引量：17
2
作者 钱鑫 王雪飞 +1 位作者 马洪波 张永刚 《合成纤维工业》 CAS 2021年第5期58-64,共7页
简要介绍了PAN基高模量碳纤维在典型领域应用的性能特点,概述了国外PAN基高模量碳纤维的发展历程及最新进展,指出兼具高强度、高模量、高伸长特性的新一代高模量碳纤维有望成为未来重点发展方向。分析了国内在PAN基高模量碳纤维领域的... 简要介绍了PAN基高模量碳纤维在典型领域应用的性能特点,概述了国外PAN基高模量碳纤维的发展历程及最新进展,指出兼具高强度、高模量、高伸长特性的新一代高模量碳纤维有望成为未来重点发展方向。分析了国内在PAN基高模量碳纤维领域的技术现状,并对近几年国内在突破国产M55J级高模量碳纤维技术基础上开展的系列基础研究工作进行了综述,对国内高模量碳纤维领域存在的主要问题进行了总结,提出提高产品技术成熟度,有效控制生产成本,从而进一步提高产品核心竞争力是现阶段国产PAN基高模量碳纤维发展的重点。 展开更多
关键词 高模量碳纤维 航天飞行器 高强度 高伸长 技术现状
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几种国产高模碳纤维特性实验分析 被引量：14
3
作者 徐永新 顾轶卓 +3 位作者 马全胜 李敏 王绍凯 张佐光 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1905-1914,共10页
采用SEM、金相显微镜、AFM、XPS、XRD表征了3种国产（CCM40J,CCM40,CCM46J）和1种进口（东丽M40JB）高模碳纤维的表面特性及结晶结构,并对高模碳纤维与环氧树脂的微观界面及复丝力学性能进行了研究。结果发现：高模碳纤维的表面都存在... 采用SEM、金相显微镜、AFM、XPS、XRD表征了3种国产（CCM40J,CCM40,CCM46J）和1种进口（东丽M40JB）高模碳纤维的表面特性及结晶结构,并对高模碳纤维与环氧树脂的微观界面及复丝力学性能进行了研究。结果发现：高模碳纤维的表面都存在明显沟槽,但表面粗糙度差异不大,均有圆形、腰果形、椭圆形等截面形状;表面主要含C、O、N、Si 4种元素,M40JB的O/C比和活性碳原子含量都高于国产高模碳纤维;按M40JB、CCM40J、CCM40、CCM46J的顺序,石墨微晶尺寸越来越大,石墨化程度增高,M40JB的取向度最小,CCM46J的取向度最大,而CCM40J与CCM40的取向度相近;表面能大小顺序为M40JB〉CCM40〉CCM46J〉CCM40J,80℃时与环氧树脂E51、固化剂4,4′-二氨基二苯砜（DDS）的树脂体系E51-DDS和4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂（AG80）、固化剂DDS的树脂体系AG80-DDS的动态接触角均在35°～50°之间,说明浸润性良好;CCM46J与E51-DDS的界面剪切强度（IFSS）最高,M40JB与AG80-DDS的界面剪切强度最高;国产3种高模碳纤维复丝的拉伸强度和拉伸模量都高于M40JB,其中CCM40J的拉伸强度最高,CCM46J的拉伸模量最高;所测高模碳纤维复丝的压缩强度能达到各自拉伸强度的44%～53%,CCM46J复丝的压缩强度最高。 展开更多
关键词 高模碳纤维 环氧树脂 表面特性 界面性能 力学性能
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BHM3碳纤维及其氰酸酯基复合材料耐原子氧侵蚀性能 被引量：9
4
作者 赵臻璐 陈维强 +2 位作者 张玉生 黎昱 秦伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期625-630,共6页
利用原子氧暴露地面模拟实验装置,分别对BHM3型高模量碳纤维及其增强的氰酸酯基复合材料进行了原子氧暴露模拟实验,采用SEM、XRD、XPS技术分析了原子氧对碳纤维及其氰酸酯复合材料的侵蚀行为。结果表明,经过1×1021atoms/cm^2剂量... 利用原子氧暴露地面模拟实验装置,分别对BHM3型高模量碳纤维及其增强的氰酸酯基复合材料进行了原子氧暴露模拟实验,采用SEM、XRD、XPS技术分析了原子氧对碳纤维及其氰酸酯复合材料的侵蚀行为。结果表明,经过1×1021atoms/cm^2剂量的原子氧暴露后,碳纤维及其氰酸酯复合材料质量损失率均低于1%,纤维表面形貌及组成不变,碳纤维/氰酸酯复合材料的层间剪切强度降低16%。 展开更多
关键词 高模量碳纤维 复合材料 原子氧 质量损失 力学性能
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高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配 被引量：8
5
作者 许鹏 李刚 +1 位作者 于运花 杨小平 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2076-2085,共10页
自行开发了一种高刚度环氧树脂(5182树脂),研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明,原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性,其玻璃化转变温度达228℃,拉伸模量达到4 375MPa。采用... 自行开发了一种高刚度环氧树脂(5182树脂),研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明,原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性,其玻璃化转变温度达228℃,拉伸模量达到4 375MPa。采用高刚度5182树脂制备了国产BHM3和东丽M40J高模碳纤维增强高刚度环氧树脂复合材料,考察了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单丝复合材料的界面黏结性能和断面微观形貌,并评价了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单向复合材料的宏观力学性能。结果表明,由于树脂模量的提高及界面破坏区域由碳纤维表面转移到环氧树脂区,高模碳纤维/高刚度环氧树脂复合材料的界面剪切强度最高达106.8 MPa,宏观力学性能优异,尤其弯曲性能和层间剪切强度大幅提高。 展开更多
关键词 高模碳纤维 环氧树脂 模量匹配 力学性能 界面性能
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国产高模量碳纤维制备蜂窝夹层结构件的性能评价 被引量：5
6
作者 李莺歌 张玉生 +3 位作者 宫顼 陈维强 黎昱 张建峰 《航天制造技术》 2015年第3期8-11,15,共5页
采用国产BHM3和进口M40、M40J高模量碳纤维分别与环氧4211和改性氰酸酯BS-4树脂制备复合材料层合板,再与铝蜂窝芯组合制成蜂窝夹层结构件。对比检测两类结构件的平面拉伸和弯曲性能,以及其内置金属接头的承载能力,并通过碳纤维表观形貌... 采用国产BHM3和进口M40、M40J高模量碳纤维分别与环氧4211和改性氰酸酯BS-4树脂制备复合材料层合板,再与铝蜂窝芯组合制成蜂窝夹层结构件。对比检测两类结构件的平面拉伸和弯曲性能,以及其内置金属接头的承载能力,并通过碳纤维表观形貌和碳纤维增强树脂基复合材料的界面性能对测试结果进行分析验证。结果表明,与同种树脂基体复合,国产BHM3碳纤维制备蜂窝夹层结构件的性能已显著优于进口M40碳纤维,部分性能已接近或优于进口M40J碳纤维;相比较于环氧4211树脂基体,改性氰酸酯BS-4树脂更有利于提高国产BHM3碳纤维复合材料的力学性能。 展开更多
关键词 高模量碳纤维 复合材料 蜂窝夹层结构 力学性能
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国产高模量碳纤维抗真空紫外辐照性能试验研究 被引量：5
7
作者 陈维强 张玉生 +2 位作者 黎昱 彭得群 吴晓宏 《航天器环境工程》 2013年第4期397-400,共4页
通过地面模拟试验研究了真空紫外辐照对国产BHM3高模量碳纤维质量损失率的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)仪对辐照前后的样品进行微观分析。结果表明,随着真空紫外辐照剂量增加,碳纤维质损... 通过地面模拟试验研究了真空紫外辐照对国产BHM3高模量碳纤维质量损失率的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)仪对辐照前后的样品进行微观分析。结果表明,随着真空紫外辐照剂量增加,碳纤维质损率呈现先增加后平缓现象,质量损失率较少;紫外辐照作用前后碳纤维表面形貌和元素组成基本未变,说明其具有良好的抗紫外辐照性能。 展开更多
关键词 真空紫外辐照 高模量碳纤维 质量损失 表面形貌 元素组成 地面试验研究
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铵盐电解质溶液中高模碳纤维的电化学氧化机制
8
作者 宫浩婷 钱鑫 +2 位作者 郭梅 李春洁 张永刚 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期761-774,共14页
聚丙烯腈基高模碳纤维(HMCFs)具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数等优异性能,在航空航天、高端运动器材等领域应用广泛,但因其表面呈现极高惰性而难以与树脂基体有效结合,直接影响了复合材料性能。目前,电化学氧化是唯一实现在线配... 聚丙烯腈基高模碳纤维(HMCFs)具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数等优异性能,在航空航天、高端运动器材等领域应用广泛,但因其表面呈现极高惰性而难以与树脂基体有效结合,直接影响了复合材料性能。目前,电化学氧化是唯一实现在线配套的碳纤维表面改性工艺,而有关高模碳纤维表面的电化学氧化研究尤其是电解质溶液对HMCF表面的氧化机制尚缺乏系统研究。通过采用具有4种不同酸碱性特征的铵盐溶液对HMCF进行电化学氧化处理,表征并分析了处理前后纤维表面结构、力学性能及复合材料界面性能变化。结果表明:碳纤维经铵类电解质溶液处理后,表面发生氧化的同时引入N元素、产生含氮官能团,纤维表面无序化程度及含氧量随电解质溶液酸碱性的增强而增加;电化学处理后纤维模量都有不同程度地提高,而只有弱碱性的NH_(4)HCO_(3)和酸性的NH_(4)H_(2)PO_(4)电解质溶液处理后的纤维拉伸强度出现增加,分别从处理前的4.21 GPa提升到4.82 GPa和4.75 GPa,并且其复合材料界面剪切强度相对于从未处理碳纤维的复合材料分别提高了49.86%和49.02%,证明电化学氧化过程中适度的氧化刻蚀能够在纤维表面改性的同时提高纤维拉伸强度。 展开更多
关键词 高模碳纤维 电化学氧化 铵盐电解质溶液 碳纤维复合材料 界面结合
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硫酸体系下高模碳纤维在不同电场环境中的阳极氧化行为
9
作者 肖婧 田思源 +2 位作者 周航 王宇 徐樑华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期122-131,共10页
高模量碳纤维的惰性表面导致其与树脂基体之间薄弱的界面结合,限制高模量碳纤维复合材料在众多应用场景中性能的发挥。阳极氧化作为目前唯一可与碳纤维生产线并线运行的表面处理技术,常用的以碳酸氢铵为代表的碱性电解质在氧化高模碳纤... 高模量碳纤维的惰性表面导致其与树脂基体之间薄弱的界面结合,限制高模量碳纤维复合材料在众多应用场景中性能的发挥。阳极氧化作为目前唯一可与碳纤维生产线并线运行的表面处理技术,常用的以碳酸氢铵为代表的碱性电解质在氧化高模碳纤维时效果有限,氧化性更强的酸性电解质体系下的阳极氧化机制缺乏系统研究。采用稀硫酸对模量为371 GPa的碳纤维进行电化学阳极氧化处理,系统研究电流密度、电解质浓度等关键要素对高模量碳纤维表面极性结构的影响规律,继而研究表面处理效果对碳纤维/环氧树脂复合材料界面剪切强度的影响规律,建立表面处理要素与复合材料界面性能的关联性。结果表明:处理后的碳纤维在保持原有表面形貌和石墨化结构的基础上,在碳纤维的无定型碳和芳香环状结构区域发生氧化反应,反应后纤维表观石墨化程度降低,表面能增大,表面含氧官能团含量增加。在当硫酸浓度为1.0%(质量分数)、电流密度为0.26 mA/cm^(2)时,此时碳纤维的表面能最高,为57.7 mN/m,相比于未处理的碳纤维提高了62.08%,与环氧树脂的界面剪切强度达到80.9 MPa,相对于未处理对应的21.8 MPa提高了2.7倍,处理后碳纤维的单丝拉伸强度不受损。 展开更多
关键词 高模量碳纤维 阳极氧化 硫酸 界面性能 拉伸强度
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高模碳纤维M40/聚酰亚胺预成型膜层合复合材料的研究 被引量：1
10
作者 詹茂盛 郑文海 鲁云华 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期6-12,77,共8页
采用膜层压方法,制备了单向高模碳纤维增强共聚聚酰亚胺复合材料;考察了共聚聚酰亚胺结构、纤维表面处理和成型工艺对复合材料性能的影响。结果表明:膜层压复合材料的孔隙小,力学性能高,分子链柔顺的聚酰亚胺复合材料的力学性能高;纤维... 采用膜层压方法,制备了单向高模碳纤维增强共聚聚酰亚胺复合材料;考察了共聚聚酰亚胺结构、纤维表面处理和成型工艺对复合材料性能的影响。结果表明:膜层压复合材料的孔隙小,力学性能高,分子链柔顺的聚酰亚胺复合材料的力学性能高;纤维表面处理对复合材料的层间剪切强度影响不大;成型温度对复合材料的力学性能有显著的影响。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 高模碳纤维 层合复合材料
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基于电泳沉积法的Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene改性国产高模高强碳纤维 被引量：2
11
作者 曹洪硕 黄玲 +2 位作者 刘哲 田艳红 张学军 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2968-2979,共12页
为提升国产高模高强碳纤维的表面特性及其复合材料的界面性能,采用连续化电泳沉积工艺,在国产高模高强碳纤维(BHM5碳纤维)表面构筑Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米片层。通过SEM、XPS、动态接触角、INSTRON万能材料试验机对改性前、后BHM5碳... 为提升国产高模高强碳纤维的表面特性及其复合材料的界面性能,采用连续化电泳沉积工艺,在国产高模高强碳纤维(BHM5碳纤维)表面构筑Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米片层。通过SEM、XPS、动态接触角、INSTRON万能材料试验机对改性前、后BHM5碳纤维的表面形态、表面元素含量、表面润湿性及其复合材料的力学性能和断面形貌进行了表征,探讨了Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene改性BHM5碳纤维复合材料的界面增强机制。结果表明:经Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene改性后的BHM5碳纤维表面粗糙度和比表面积增加,具备了与环氧树脂基体良好的机械互锁能力。碳纤维表面极性基团的含量明显上升,表面润湿性得以增强。在15 V电压下对BHM5碳纤维处理2 min后,其复合材料的层间剪切强度达到82.54 MPa,相较于未处理的碳纤维制成的复合材料,提升了28.2%。 展开更多
关键词 高模高强碳纤维 电泳沉积 复合材料 Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene 界面性能
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高模量碳纤维复合材料管件高低温交变环境结构稳定性研究
12
作者 武海生 罗锦涛 +4 位作者 顾轶卓 孙天峰 刘佳 姚旗 黎昱 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第9期87-91,共5页
针对高模量碳纤维复合材料管件高低温交变环境下截面变形、分层问题,基于纤维混杂思路,在其大角度差铺层之间增设单层超薄(0.02 mm)无碱玻璃纤维平纹布,仿真分析表明,该玻璃纤维平纹布的加入,有效缓解了碳纤维大角度铺层之间的热膨胀失... 针对高模量碳纤维复合材料管件高低温交变环境下截面变形、分层问题,基于纤维混杂思路,在其大角度差铺层之间增设单层超薄(0.02 mm)无碱玻璃纤维平纹布,仿真分析表明,该玻璃纤维平纹布的加入,有效缓解了碳纤维大角度铺层之间的热膨胀失配,降低了层间应力。高低温交变试验结果印证了仿真分析的正确性,经过液氮温度(-196℃)至+150℃共六个高低温交变循环后,层间设置玻璃纤维平纹布的管件试件截面结构保持完整,几何尺寸未发生变化。单向板弯曲对比试验表明,超薄玻璃纤维平纹布的加入不仅起到了层间增韧效果,且对结构的弯曲性能无明显影响,这得益于超薄玻璃纤维平纹布的低模量与极小的厚度占比(1.6%)。 展开更多
关键词 高模量碳纤维复合材料 高低温交变环境 结构稳定性 层间增韧
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QM4055级碳纤维结构与性能分析 被引量：2
13
作者 张月义 陈洞 +2 位作者 丛宗杰 李松峰 孙家乐 《高科技纤维与应用》 CAS 2019年第4期52-58,45,共8页
采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力扫描探针显微镜(AFM)、表面动态接触角测量仪表征了国产QM4055级碳纤维和进口高强高模型M55J级碳纤维的微晶结构和表面特性,并对两种纤维与环氧树脂的微观界面及... 采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力扫描探针显微镜(AFM)、表面动态接触角测量仪表征了国产QM4055级碳纤维和进口高强高模型M55J级碳纤维的微晶结构和表面特性,并对两种纤维与环氧树脂的微观界面及复合材料力学性能进行了研究。结果发现:与高强高模型M55J级碳纤维相比,QM4055级碳纤维的石墨片层的层间距d002为0. 342 4 nm,微晶的堆叠厚度为5. 14 nm,石墨化程度R为0. 43,石墨晶体结构更完善,石墨化程度略高;QM4055级碳纤维的表面粗糙度值Ra为89 nm,略低且均一性略好,截面形状圆形度略高;QM4055级碳纤维表面主要含C、O、N三种元素,且表面O/C比和N/C比分别为0. 078和0. 01,表面自由能为43. 27 mN/m,极性分量为19. 56 mN/m,界面剪切强度(IFSS)分别是50. 2 MPa,表面活性略高。与M55J级碳纤维/AC531树脂复合材料相比,QM4055级碳纤维/AC531树脂复合材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和层间剪切强度分别提高了31%、34%、16%和19%,分别达到2 526 MPa、1 054 MPa、1 507 MPa和85. 0 MPa。 展开更多
关键词 高强高模型碳纤维 石墨化程度 表面活性 界面性能 力学性能
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电化学氧化对国产PAN基高模量碳纤维表面结构的影响 被引量：2
14
作者 宫浩婷 钱鑫 +2 位作者 李春洁 郭梅 张永刚 《合成纤维工业》 CAS 2022年第6期7-13,共7页
使用两种电解质溶液碳酸氢铵(NH_(4)HCO_(3))和磷酸二氢铵(NH_(4)H_(2)PO_(4))对聚丙烯腈(PAN)基高模量碳纤维表面进行电化学氧化处理,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱对比分析了处理前后纤维表面的物理和... 使用两种电解质溶液碳酸氢铵(NH_(4)HCO_(3))和磷酸二氢铵(NH_(4)H_(2)PO_(4))对聚丙烯腈(PAN)基高模量碳纤维表面进行电化学氧化处理,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱对比分析了处理前后纤维表面的物理和化学结构变化规律,探讨了不同电解质溶液对纤维表面的氧化能力差异。结果表明:经电化学氧化处理后,纤维直径有所下降,纤维表面活性显著提高,尤其是以NH_(4)H_(2)PO_(4)为电解质溶液电化学氧化处理后纤维表面元素氧/碳含量比由处理前的0.0158提高到0.2645,且纤维表面氮元素含量提高了300%;与NH_(4)HCO_(3)溶液相比,使用NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液对纤维表面处理效果更好,可大幅度提高纤维表面无序化程度,并能同时活化纤维石墨片层的边缘和内部结构。 展开更多
关键词 聚丙烯腈基高模量碳纤维 电化学氧化 表面处理 电解质溶液 表面结构
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固化工艺对高模量碳纤维/环氧648复合材料性能影响的分析 被引量：2
15
作者 沃西源 夏英伟 《航天返回与遥感》 2004年第3期40-43,共4页
高模量碳纤维 /环氧 6 48复合材料是目前应用于卫星结构的主要材料之一。文章对高模量碳纤维 /环氧 6 48复合材料的固化工艺进行了分析 。
关键词 高模量碳纤维/环氧648 复合材料 性能 固化工艺
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国产高模碳纤维/环氧复合材料的太阳电池板热循环适应性研究
16
作者 杨淑利 濮海玲 +3 位作者 邵立民 郭天宇 刘颖 高鸿 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期123-128,共6页
国产CCM40J-6K高模碳纤维基板的空间高低温热循环耐受性是决定其是否可以大规模应用于空间太阳电池板的关键因素,必须解决交变热环境下的面板与电池电路的匹配性和长寿命问题。本文以国产CCM40J-6K高模碳纤维/环氧复合材料的太阳电池板... 国产CCM40J-6K高模碳纤维基板的空间高低温热循环耐受性是决定其是否可以大规模应用于空间太阳电池板的关键因素,必须解决交变热环境下的面板与电池电路的匹配性和长寿命问题。本文以国产CCM40J-6K高模碳纤维/环氧复合材料的太阳电池板为研究对象,开展了热循环环境适应性试验研究,分别从国产和进口碳纤维基板适应高低温交变能力对比、国产碳纤维基板铺设电池电路后适应热环境能力以及电池板在轨寿命等3个方面进行测试试验。结果表明:国产碳纤维CCM40J-6K所构成的电池板综合性能与进口M40JB-6K相当,CCM40J-6K基板与三结砷化镓电池片匹配性良好,国产碳纤维电池板经疲劳热循环后的开路电压和短路电流的变化率分别为0.55%和0.24%,太阳电池片和玻璃盖片外观完好无损,太阳电池电路与基板聚酰亚胺面保持绝缘,且碳纤维表面无脱粘现象。说明国产碳纤维CCM40J-6K能够应用于太阳电池板研制。 展开更多
关键词 国产高模碳纤维 太阳电池板 热循环
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高模量碳纤维的现状及发展(1) 被引量：27
17
作者 沈曾民 迟伟东 +1 位作者 张学军 田艳红 《高科技纤维与应用》 CAS 2010年第3期5-13,共9页
主要介绍了国内外聚丙烯腈基和沥青基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。⑴高模量碳纤维的发展方向:1980年代,两大高模量碳纤维都朝着高强高模方向发展,以满足飞机主承力结构件高强高模并重的需要,因而促使高模量碳纤维的性能从单一高... 主要介绍了国内外聚丙烯腈基和沥青基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。⑴高模量碳纤维的发展方向:1980年代,两大高模量碳纤维都朝着高强高模方向发展,以满足飞机主承力结构件高强高模并重的需要,因而促使高模量碳纤维的性能从单一高模化向高强高模化方向迈进,如东丽公司的M50J和M60J的抗拉伸强度(σ)分别为4.12 GPa和3.92 GPa,抗拉伸模量(E)分别为475 GPa和588 GPa,与M50(σ:2.45 GPa,E:490 GPa)相比均大幅度提高;1990年代率先研制出XN-70(σ:3.3 GPa,E:690 GPa)和FT-700(σ:3.3 GPa,E:700 GPa)沥青基高强高模碳纤维产品不久,美国AMOCO公司也生产出Thorne K-1000(σ:3.1 GPa,E:956 GPa)商品,满足了工业界的需求。⑵原丝的品质是提升高强高模碳纤维性能的关键:人们特别关注聚合物单体、溶剂、环境等的净化,以及聚合纺丝工艺参数的选择和调整,目的是如何能生产出低灰份杂质,细直径,高碳收率,高取向度和结晶度,毛丝少,柔韧性好,均匀稳定的优质原纤维。优质原纤维是制备高强高模的物质基础。⑶热处理制备工序、设备选型及工艺参数的调控也是提高高强高模碳纤维性能不可或缺的条件:人们在热处理过程用DSC-TG(热分析仪)、EA(元素分析仪)、FE-SEM(场发射扫描电镜)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XES(X-射线能谱仪)、XRD(X-射线衍射仪)、Raman(拉曼光谱)、NMR(核磁共振仪)、STM(原子力显微镜)和AAS(原子吸收光谱)等先进的测试分析方法以及万能材料试验机等,研究各工序的工艺参数对产品性能和结构的影响,并详细的用图表阐述之。前人研究的成果加速了世界高强高模碳纤维性能的提升。进而提出了提高我国高强高模碳纤维的关键技术(例如研制非硅系新油剂,加强各工序的净化度和设备加工精度,强化工艺参数调控精度和加强灵活可变性,分析测试的准确度和测试方法的统一性等)。同时简介� 展开更多
关键词 高模量碳纤维 制备 性能 结构 反应机理 应用
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石墨化温度对PAN基高模量碳纤维微观结构的影响 被引量：17
18
作者 韩赞 张学军 +2 位作者 田艳红 杨延风 沈曾民 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1805-1808,共4页
以日本东丽公司T800碳纤维为原料,经不同温度的连续石墨化处理得到性能不同的高模量碳纤维。利用X射线衍射(XRD)和激光拉曼光谱(Raman光谱)研究了5种自制PAN基高模量碳纤维(1#,2#,3#,4#,5#)的微观结构。结果表明:随着石墨化温度的升高,... 以日本东丽公司T800碳纤维为原料,经不同温度的连续石墨化处理得到性能不同的高模量碳纤维。利用X射线衍射(XRD)和激光拉曼光谱(Raman光谱)研究了5种自制PAN基高模量碳纤维(1#,2#,3#,4#,5#)的微观结构。结果表明:随着石墨化温度的升高,石墨微晶尺寸Lc、La10、La110及取向度均逐渐增大,而d002和取向角则逐渐减小。石墨化温度越高,碳纤维的石墨化程度越高,结晶度越大。 展开更多
关键词 石墨化温度 高模量碳纤维 微晶尺寸 结晶度
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新型碳纤维用原丝——高强高模Lyocell纤维纺丝工艺研究 被引量：10
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作者 彭顺金 邵惠丽 胡学超 《合成纤维工业》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期21-24,共4页
采用天然高相对分子质量纤维素脱脂棉为原料 ,制备了高强高模纤维素纤维 ( L yocell纤维 ) ,并用此作为碳纤维原丝 ,成功制得了强度优于粘胶基碳纤维的 L yocell基碳纤维。考察了高相对分子质量纤维素的溶解特点 ,纺丝工艺对 L yocell... 采用天然高相对分子质量纤维素脱脂棉为原料 ,制备了高强高模纤维素纤维 ( L yocell纤维 ) ,并用此作为碳纤维原丝 ,成功制得了强度优于粘胶基碳纤维的 L yocell基碳纤维。考察了高相对分子质量纤维素的溶解特点 ,纺丝工艺对 L yocell纤维聚集态及性能的影响 ,比较了 L yocell纤维和粘胶原丝的表面及截面形态。实验表明 :高相对分子质量纤维素溶解的静溶胀时间和温度对其溶解有明显的影响 ;纺丝过程中 ,大的气隙长度对提高纤维的性能有利 ;随着凝固浴中 N -甲基吗啉 N -氧化物( NMMO )的浓度增加 ,纤维的强度和模量增加 ,当其在凝固浴中的质量分数达到 10 %时 ,强度模量最大 ,浓度继续增加 ,纤维的力学性能开始下降 ;拉伸比增加 ,L yocell纤维的强度模量增加 ,当拉伸比大于 3.0时 。 展开更多
关键词 脱脂棉 高强高模 LYOCELL纤维 粘胶纤维 纺丝 碳纤维 原丝
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高模量碳纤维在中国宇航结构产品上的应用现状及实现自我保障的建议 被引量：13
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作者 陶积柏 黎昱 +2 位作者 张玉生 梁龙 陈维强 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期98-103,共6页
实现高模量碳纤维复合材料的自我保障对中国国防建设与航天事业发展具有重要的战略与实践意义.重点介绍了高模量碳纤维在中国宇航结构产品上的应用现状及需求,阐述了高模量碳纤维的特点、制备工艺、关键技术及研究现状等,分析了现阶段... 实现高模量碳纤维复合材料的自我保障对中国国防建设与航天事业发展具有重要的战略与实践意义.重点介绍了高模量碳纤维在中国宇航结构产品上的应用现状及需求,阐述了高模量碳纤维的特点、制备工艺、关键技术及研究现状等,分析了现阶段中国高模量碳纤维发展存在的主要问题,有针对性的提出了实现自我保障的建议. 展开更多
关键词 高模量碳纤维 宇航结构产品 应用现状 自我保障 建议
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