PAN基碳纤维的微观组织结构与力学性能关系研究 被引量：14

1

作者 谭婷婷 王成国 +4 位作者 井敏 冯志海 杨云华 陈旸 谢奔 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第16期2226-2230,共5页

采用场发射扫描电子显微镜、广角X射线衍射、元素分析、高分辨透射电子显微镜对东丽T700S、T700G和东邦UT500 3种碳纤维的表面和断面形貌、化学组成及石墨微晶等微观组织结构进行了表征,比较了这3种碳纤维的微观结构差异,并分析了这些... 采用场发射扫描电子显微镜、广角X射线衍射、元素分析、高分辨透射电子显微镜对东丽T700S、T700G和东邦UT500 3种碳纤维的表面和断面形貌、化学组成及石墨微晶等微观组织结构进行了表征,比较了这3种碳纤维的微观结构差异,并分析了这些差异对力学性能的影响。结果表明,T700G碳元素含量较高,氮元素含量较低,它的石墨微晶尺寸较大,取向度较高,这是它比T700S拉伸模量高但断裂伸长率低的原因;UT500的表面结构与断面结构不如T700S和T700G好,微晶尺寸也较小,但它的直径略细,而且石墨微晶内(002)晶面排列比T700S和T700G更规整,导致UT500的综合力学性能略优于T700S和T700G。 展开更多

关键词 PAN基碳纤维 微观组织结构 力学性能

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碳基吸波材料的研究进展 被引量：28

2

作者 李斌鹏 王成国 王雯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期9-14,共6页

传统吸波材料由于密度大、吸收频带窄使其应用受到限制,新型吸波材料的探索和研究将会成为吸波材料领域的主要发展方向。碳材料以其独特的物理化学性能一直备受关注。先进碳材料已成为新材料领域的发展重点。碳材料是最早用来吸收电磁... 传统吸波材料由于密度大、吸收频带窄使其应用受到限制,新型吸波材料的探索和研究将会成为吸波材料领域的主要发展方向。碳材料以其独特的物理化学性能一直备受关注。先进碳材料已成为新材料领域的发展重点。碳材料是最早用来吸收电磁波的材料之一,近年来碳基吸波材料的性能不断提高并应用于更多领域。介绍了碳基(石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管)吸波材料的性能,分析了各种吸波材料的主要特点,总结了近年来国内外碳基吸波材料的研究进展及发展趋势,展望了碳基吸波材料的发展前景。 展开更多

关键词 吸波材料 石墨 炭黑 碳纤维 碳纳米管

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PAN基碳纤维的微观结构与力学性能相关性分析 被引量：21

3

作者 井敏 谭婷婷 +2 位作者 王成国 冯志海 杨云华 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期78-85,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 碳纤维 微观结构 力学性能

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东丽T800H与T800S碳纤维的微观结构比较 被引量：18

4

作者 井敏 谭婷婷 +3 位作者 王成国 冯志海 杨云华 潘月秀 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期45-52,共8页

东丽T800H和T800S是分别采用湿纺和干湿纺制备的两种力学性能相近的碳纤维,为弄清不同纺丝方法对T800级碳纤维微观结构的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪、小角X射线散射仪和高分辨透射电镜对这两种碳纤维进行测试,比较其表面形貌、断... 东丽T800H和T800S是分别采用湿纺和干湿纺制备的两种力学性能相近的碳纤维,为弄清不同纺丝方法对T800级碳纤维微观结构的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪、小角X射线散射仪和高分辨透射电镜对这两种碳纤维进行测试,比较其表面形貌、断口形状和形貌、石墨微晶结构和微孔结构等.研究结果表明,湿纺制备的T800H比干喷湿纺制备的T800S的表面粗糙、断口圆度差、原纤尺寸较大、石墨微晶致密度差且发育不完善、内部微孔尺寸大、石墨微晶条带韧性差,这正是T800H的拉伸强度和断裂伸长率不如T800S的重要微观结构因素,但T800H的石墨微晶取向度不如T800S,孔隙率略高于T800S. 展开更多

关键词 碳纤维 微观结构 力学性能 表面形貌 孔结构 石墨微晶

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碳纤维与玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料性能比较 被引量：12

5

作者 孙永连 朱波 +4 位作者 周珊珊 乔琨 李永威 陆桂来 徐志伟 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI CAS 2014年第2期286-288,共3页

采用连续拉挤成型工艺分别制备碳纤维和玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料,研究了二者的微观形貌以及弯曲、压缩、冲击等力学性能。结果表明,与玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料相比,碳纤维增强环氧树脂基复合材料界面结合较差,基体中气孔... 采用连续拉挤成型工艺分别制备碳纤维和玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料,研究了二者的微观形貌以及弯曲、压缩、冲击等力学性能。结果表明,与玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料相比,碳纤维增强环氧树脂基复合材料界面结合较差,基体中气孔较多,弯曲、压缩、冲击等力学性能较差。为充分发挥碳纤维复合材料的拉伸强度高等优势,需对碳纤维表面进行改性,以提高碳纤维与树脂之间的界面结合性,进而提高其综合力学性能。 展开更多

关键词 复合材料 环氧树脂 纤维 力学性能

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3种高强中模型PAN基碳纤维的微观结构比较 被引量：7

6

作者 井敏 谭婷婷 +3 位作者 王成国 冯志海 杨云华 潘月秀 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期8028-8032,共5页

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、小角X射线散射仪对国产的两种高强中模型碳纤维与日本东丽T800H碳纤维的结构进行表征,比较了它们的表面形貌、断面形貌、石墨微晶结构和微孔结构。结果表明,国产的高强中模型碳纤维... 采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、小角X射线散射仪对国产的两种高强中模型碳纤维与日本东丽T800H碳纤维的结构进行表征,比较了它们的表面形貌、断面形貌、石墨微晶结构和微孔结构。结果表明,国产的高强中模型碳纤维的表面形貌优于日本T800H,但在断面形貌、石墨微晶结构和微孔结构等微观结构上仍有一定差距,需从工艺上进行改进。 展开更多

关键词 碳纤维 微观结构 力学性能

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原子径向分布函数在材料结构研究中的应用 被引量：5

7

作者 林雪 于美杰 +4 位作者 王成国 林治涛 徐勇 吴益民 张春雷 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期116-119,143,共5页

介绍了原子径向分布函数的基本理论,综述了原子径向分布函数在有机高分子材料、无机碳材料、金属材料等不同类型材料结构研究中的最新进展。阐明了原子径向分布函数相对于传统结构研究方法的特点和优势,并展望了该方法在碳纤维结构研究... 介绍了原子径向分布函数的基本理论,综述了原子径向分布函数在有机高分子材料、无机碳材料、金属材料等不同类型材料结构研究中的最新进展。阐明了原子径向分布函数相对于传统结构研究方法的特点和优势,并展望了该方法在碳纤维结构研究中的应用前景,该方法能够从原子级别揭示整个碳纤维制备过程中结构的演变规律,这对制备高性能碳纤维具有重要的指导作用。 展开更多

关键词 原子径向分布函数 结构 碳纤维

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碳纤维密封盘根耐烧蚀性能的研究 被引量：4

8

作者 于美杰 吴益民 +2 位作者 朱波 林雪 沈铁伟 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期11-14,共4页

碳纤维密封盘根是适用于高压、高速、高温工况下的高端密封产品,其中其耐温性能是决定密封效果的关键指标,而烧蚀实验可以用来评价盘根的耐高温性能。通过热失重和500℃烧蚀实验研究不同碳纤维密封盘根和浸渍及未浸渍聚四氟乙烯(PTFE)... 碳纤维密封盘根是适用于高压、高速、高温工况下的高端密封产品,其中其耐温性能是决定密封效果的关键指标,而烧蚀实验可以用来评价盘根的耐高温性能。通过热失重和500℃烧蚀实验研究不同碳纤维密封盘根和浸渍及未浸渍聚四氟乙烯(PTFE)碳纤维密封盘根的耐烧蚀性能,采用扫描电子显微镜观察样品烧蚀前后表面形貌的变化。结果表明,采用PTFE浸渍剂处理后,PTFE膜在碳纤维表面起到隔绝空气的作用,减少活性碳原子的氧化反应,对碳纤维起到保护作用,碳纤维表面没有明显烧蚀的痕迹;碳化温度越高,碳纤维内部石墨结构越完善,耐热性越好,因而由高模量碳纤维编织的密封盘根具有较好的耐烧蚀性能。 展开更多

关键词 碳纤维 密封盘根 烧蚀 失重

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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 被引量：2

9

作者 林雪 王成国 +3 位作者 于美杰 徐勇 林治涛 张姗 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期72-77,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 碳纤维 聚丙烯腈 X射线衍射(XRD) 径向分布函数 结构

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500-1350℃碳化纤维的结构缺陷和力学性能 被引量：1

10

作者 林雪 王成国 +2 位作者 于美杰 崔晓晨 林治涛 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期483-488,共6页

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及力学性能测试等方法对500-1350℃碳化纤维进行表征,研究了碳化温度对纤维结构缺陷和力学性能的影响。结果表明:在500-900℃低温阶段其强度和模量都随着碳化温度的升高呈增加趋... 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及力学性能测试等方法对500-1350℃碳化纤维进行表征,研究了碳化温度对纤维结构缺陷和力学性能的影响。结果表明:在500-900℃低温阶段其强度和模量都随着碳化温度的升高呈增加趋势,但二者的增长速率在700℃前后是不同的。应力-应变曲线表明,低于700℃出现应力急剧下降的"之"字形拐点,没有明显屈服;700℃之后先出现屈服,后产生拐点。在1350℃高温阶段,纤维的断裂呈现出典型的脆性材料特征。在500-1350℃,碳化纤维的断裂主要取决于其表面缺陷。700℃和1350℃两种纤维表面都存在沿纤维轴方向的细长裂纹,700℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为2 nm,长度从几十纳米到几百纳米,1350℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为1 nm,长度在50-190 nm。这些细小的裂纹,可能是导致纤维断裂的主要原因。 展开更多

关键词 有机高分子材料 碳化纤维 缺陷 力学性能 聚丙烯腈

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加水浸润和致密化对聚丙烯腈原丝结构与性能的影响 被引量：1

11

作者 王延相 王成国 +1 位作者 王国丽 武吉伟 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期379-381,共3页

为了研究丙烯腈湿法纺丝中，加水浸润致密化对湿法纺聚丙烯腈原丝结构和性能的影响，借助X射线衍射、纤度细度仪和XQ-1纤度强伸度仪等分析仪器对初生原丝结构和性能进行了探索。结果发现，在一定范围内增加致密化温度可以提高纤维的晶... 为了研究丙烯腈湿法纺丝中，加水浸润致密化对湿法纺聚丙烯腈原丝结构和性能的影响，借助X射线衍射、纤度细度仪和XQ-1纤度强伸度仪等分析仪器对初生原丝结构和性能进行了探索。结果发现，在一定范围内增加致密化温度可以提高纤维的晶粒尺寸和结晶度，提高其强度，降低其断裂延伸率。提高致密化时间可提高纤维的晶粒尺寸和结晶度。在130℃下致密化64～96s可以得到综合性能好的纤维。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 致密化 温度 结晶度 孔隙率

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