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GPCF价格便宜,而且具有碳材料的典型性能,如轻质、导电、耐热、耐磨、化学稳定性好等特性,适用于汽车刹车片、密封材料及隔热材料,既能替代石棉制品,还可用于电磁屏蔽材料、抗静电刷、防火胶、音响材料以及军队用的防护胶和防毒面具等。
纺丝原液经计量泵计量后,再经喷丝孔而进入凝固浴,凝固浴一般为制备纺丝原液时所用溶剂的水溶液
无张力下稳定化纤维取向度降低,最终的CF性能受影响。一般在张力负荷下进行稳定化,这种情况下,纤维的热收缩被压抑,甚至会伸长,这种伸长是由于非环化区的塑性变形所致
两段加压-真空法和空气回流吹扫法分别制得的AC99.9%、SP305~325℃和AC95%、SP315℃的中间相沥青,这种方法所得沥青软化点较高。为降低软化点,提高可纺性,北京化工大学化曾民研究组采用简易的热致改性法,制取高性能中间相沥青碳(石墨)纤维
中间相沥青经加氢反应变为部分氢化的稠环芳烃。由于碳原子轨道及分子结构的改变,减轻了π电子共轭体系,增加了空同阻碍,分子间的相互作用减弱,形成高分子量、低熔融温度和低黏度的沥青
CF表面由结晶区和非结晶区组成。Fitzer和Weiss在研究CF表面处理及与环氧树脂粘接性能时描述了CF表面石墨晶格的活性点。结晶尺寸随着碳化温度的升高而增大。微晶尺寸越大,处于CF表面晶界和边缘位置的碳原子数目越少,表面活性越低,复合材料的ILSS也越低。纤维经过表面处理后,结晶组织会变小,活性点增多,表面活性增大
未经表面处理处理的碳纤维,制备的CF增强树脂复合材料(CFRP)的层间剪切强度(ILSS)在50~60MPa范围内,而CFRP作为工程结构材料使用时的ILSS在80MPa以上。因此碳纤维必须经过表面处理才能达到使用要求。
关于氧化工艺中纤维是否加张力意见不同,一些研究者认为沥青是大片层分子结构,因而无需在氧化过程中加张,但其他作者和我们的研究结果发现,张力的确有助于纤维微晶择优取向,因而强度和模量有所增加
氧化纤维是由沥青制备碳纤维的中间产品,它必须在氮气保护下继续加热,使纤维内部进一步发生交联、环化、缩聚以及芳构化等反应,脱除H、O、N等非C原子及放出CO、COz、CH4、水分、H2、NH3以及重碳氢化合物,致使纤维中缩合芳环平面不断成长,形成主要由碳元素组成的芳环二维平面网状类石墨结构的沥青碳纤维,呈乱层结构
树脂浸渍碳纤维制成的预浸料具有优良的成型加工性能,采用真空热压罐成型或热模压成型得到的树脂基复合材料,具有突出的耐热稳定性和抗氧化性,可在310~320℃高温下长期使用。T300/KH-304复合材料在320℃空气中经500h的恒温热处理后,材料的失重不超过5~7%