碳纤维在聚乙烯复合材料中的作用

作者将沥青基碳纤维作为增强纤维以不同比例(0～25％)加入到聚乙烯树脂中制成复合材料,并研究了这些复合材料的力学性能、电学性能及耐热性的变化规律。结果表明:碳纤维有显著的增强作用。随碳纤维比例的增大,该复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及热变形温度均呈上升态势;而缺口冲击强度及击穿电压呈下降态势。碳纤维增强的结果将使该复合材料比聚乙烯有更宽的使用范围。     

纤维复合材料——材料市场中的新型材料

复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。这种新材料既保留原组成材料的重要特色,又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。 纤维复合材料是复合材料按照结构分类中的一种,是以一种纤维材料为基体,另一种纤维材料为增强体,将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成的新材料。各种组成纤维材料在性能上能互相取长补短,产生协同效应,使纤维复合材料的综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同需求。例如：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。其中就玻璃纤维而言,由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到1O％以上。其应用范围也不仅局限于军用方面,民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品,各类耐高温制品以及轮胎帘子线等。 迄今为止,我国高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模产业,现阶段年产可达500吨。碳纤维复合材料具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。 在纤维复合材料主要应用领域中,由于它与传统材料相比有很多优点：比强度和比模量高;抗疲劳性好;减振能力好;高温性能好;破损安全性好;性能的各向异性及可设计性强等,使得在桥梁和房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场前景看好。     

碳纤维及其复合材料的发展与应用

1　概述碳纤维是先进复合材料中最重要的增强材料 ,由于具有高强度、高比模量、优异的热物理性能、化学稳定性、阻尼减震降噪性等优良性能。世界各国对发展碳纤维都给予高度重视。在过去 40年 ,碳纤维及其复合材料已广泛用于航天、航空、体育休闲和工业领域。聚丙烯腈基碳纤维是目前世界上三种主要高性能纤维之一 ,它是一种不同于一般纺织纤维的高性能材料。具有类石墨的化学结构 ,它的使用温度范围在 170℃ 2 0 0 0℃ ;碳纤维具有很高的抗拉强度 ,是钢的 2倍、铝的 6倍 ;碳纤维模量是钢的 7倍、铝的 8倍。它与树脂、橡胶、陶瓷、玻璃、金…     

关于高性能碳纤维发展及应用的思考

碳纤维是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下，以碳化方法制得的含碳量在90％以上的纤维状碳素材料。碳纤维是高性能纤维中具有最高比强度和最高比模量的纤维（强度高于钢铁材料10倍，重量仅有铝材的1／2），除具有优异的力学性能外，还兼具低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高、电磁屏蔽性好等诸多优良性能，因而成为先进复合材料中最重要的增强材料，在国防军工和国民经济中具有举足轻重的战略地位。     

碳纤维增强TLCP复合材料的结构与性能

用不同类型的碳纤维(CF)增强热致性液晶聚合物(TLCP)制备了高性能复合材料;探讨了纤维含量、纤维类型对复合材料力学性能和微观结构的影响.实验结果表明,CF(连续纤维)/TLCP复合材料的拉伸强度最大可达385 MPa,比纯液晶材料提高60%;弯曲强度最大为242 MPa,冲击强度达到29 912 J@m-2,布氏硬度为20,热变形温度高达203℃.CF/TLCP复合材料的力学性能受纤维类型的影响,连续碳纤维布增强的复合材料各项力学性能指标高于短切碳纤维增强复合材料.扫描电镜结果证实了液晶聚合物在加工过程中沿纤维方向发生自取向,形成了微纤结构,具有自增强作用.     

遗传算法在碳纤维复合材料高速转子优化设计中的应用

对多层结构碳纤维复合材料转子进行了高转速下的静力学分析，建立了多层嵌套结构碳纤维复合材料转子的强度与转子的材料密度、转速、纤维铺设角、各层径向壁厚以及各层间过盈配合量间的数学关系式。应用遗传算法进行了转子结构的优化设计，解决了多层结构碳纤维复合材料高速转子设计中如何寻求转子最优外形和工艺参数的难题。通过对转子各层的纤维铺设角、各层径向壁厚以及各层间过盈配合量进行优化，获得了转子的最佳几何外形和工艺参数，使转子的储能密度较优化设计前提高了136％，最大限度地提高了转子的储能能力。此优化设计方法为多层嵌套结构碳纤维复合材料转子的储能密度优化设计提供了有效手段。     

碳纤维增强木粉／聚乙烯复合材料的制备及其力学性能

将短切碳纤维(SCF)与木粉(WF)、高密度聚乙烯(HDPE)塑料和其他添加剂共混、熔融复合后,用模压成型方法制备了短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料;将碳布放置于木塑板上下表面,经模压成型制备碳纤维布增强木塑(CFC/WF/HDPE)复合材料。研究了碳纤维用量对碳纤维增强WF/HDPE复合材力学性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对碳纤维进行表征。结果表明:与纯WF/HDPE复合材相比,碳纤维加入量为10%时,复合材料的力学强度提高幅度最大,拉伸强度和弯曲强度分别提高了8.4%和10.6%;当碳纤维加入量为6%时,复合材料的韧性提高幅度最大,断裂伸长率提高了25.9%,冲击强度提高了24.4%。使用丙酮清洗掉碳纤维表面的上浆剂后,其增强效果比未经过处理的碳纤维略有下降。与短切碳纤维相比,碳布的增强效果更好,与短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料相比,碳布平铺在木塑板表面的结构拉伸性能可提高62%,断裂伸长率提高148%,弯曲强度提高71%,冲击强度提高313%。     

一种轻质高强碳纤维增强铝基复合材料

碳纤维增强铝基复合材料(Cf/Al)因为其潜在的高比强度、高比模量等优异的力学性能,在航空航天等工业领域有着极广泛的应用前景。本文采用挤压铸造法制备了增强相体积分数为50%的Cf/Al复合材料,并对其微观组织、比强度和比模量进行了研究。实验结果表明:复合材料组织致密,增强体分布均匀;Cf/Al复合材料具有较高的比强度和比模量,分别达到302MPa·cm~3/g和104GPa·cm~3/g,高于传统铝合金、镁合金等结构材料。     

纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其力学性能

为制备综合力学性能优异的纳米碳纤维(CNFs)增强聚合物复合材料,利用超声分散设备,采用1.6g/L的十二烷基酸钠(SDS)对纳米碳纤维进行表面处理,制备出不同纳米碳纤维质量分数的纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料.SEM和复合材料拉伸结果表明SDS分散处理在一定程度上能改善碳纳米纤维与基体的界面结合和分散情况,提高复合材料的拉伸性能.当纳米碳纤维的含量在3wt%左右时,复合材料的拉伸强度达到最大.动态拉伸结果表明对CNFs的表面处理能增加复合材料在动态变形时的内摩擦,且材料的动态力学性能稳定.     

热处理对中间相沥青-碳纤维 黏结界面相容性的影响

中间相沥青在碳化过程中轻组分不断逸出而发生剧烈膨胀,对以其为黏结剂或基体的碳纤维增强复合材料的界面结合性能有显著影响.利用TG、XRD和SEM等考察了预氧化条件对碳纤维的热稳定性、碳收率、晶体结构和纤维在乙醇水溶液中分散性的影响规律.从多个预氧化条件中甄选出以270℃保温150 min处理的氧化纤维进行碳化条件影响规律的考察.利用光学显微镜观察发现700～900℃碳化的碳纤维直径变化最显著.利用FTIR和SEM考察不同碳化温度碳纤维与中间相沥青黏结剂制备的碳黏碳纤维网络体的界面相容性.结果表明,500℃碳化的碳纤维与碳质黏结剂的结合紧密,结点平滑无裂纹,具有优异的界面相容性.500℃碳化的碳纤维与中间相沥青黏结剂在后续碳化处理中共同经历碳结构的主要形成阶段,可改善黏结界面,为提高材料性能提供有效途径.     

新《标准》新教材新目标

《全日制义务教育普通高级中学英语课程标准(实验稿)》(以下简称新《标准》)是规范和指导我国高中英语教学及英语教育教学改革的纲领性文件,它以“三个面向”为指导思想,以素质教育和学生的发展为根本宗旨,以培养学生的综合语言运用能力为目标,根据外语学习的规律和我国目前外语教学发展的现状和需求,力求从教学的目的、目标、理念、内容、实施策略、实施手段和评价等方面进行重大的改革。教师是实施新《标准》和新教材的参与者和执行者,要体会新《标准》和新教材的特色和要旨,提高自己实施新《标准》的能力和水平     

新观念新突破--全省科技大会印象

这次全省科技大会是山东新一届省委、省政府换届以来召开的第一次全省科学技术大会,也是山东科技发展史上的一个里程碑。记者最突出的印象是,会上会下新风扑面,新观念、新亮点、新突破随处可见。 落实科学发展观成热门话题 这次大会旨在树立和落实科学发展观,加快山东科技进步和创新步伐,实现     

新民公学堂的发展对清末民初新学与辽宁社会发展的影响

通过对沈阳大学新民师范学院的前身新民公学堂的历史沿革及当时社会背景的考察．阐述了新学的引进对开启民智、唤醒民众、救亡图强，推动社会变革的重要作用；通过对新学在辽宁的普及和发展过程的回顾，阐明了师范教育在地方囤民教育体系建构中的重要性，得出教育确是造就人才之本、改造社会之源的结论。     

新框架、新探索——评《新编美学概论》

胡家才先生的《新编美学概论》既体系庞大 ,又独特新颖。其新颖性表现在 :史论结合的理论框架 ;集众家之长的研究视角 ;视野开阔 ,溶百家之说 ,可谓是一部美学的“百科全书”。     

生物技术大写新新经济

通过大量的资料和数据论证了基因工程和纳米技术将超过网络经济构成未来20年“生物－材料”经济（新新经济）的支柱产业,提出了面对席卷全球的生物技术革命,我国应采取的战略措施。     

新时期新形势下土地整理的新视野

在进入21世纪的今天,如何科学有效地开展土地整理,是一个十分重要而紧迫的问题。文章在简要分析我国当前土地整理中存在问题的基础上,提出了土地整理的新视野,对于进一步开展土地整理工作,加快实现土地资源的可持续利用具有重要意义。     

参考咨询工作的新环境、新要求、新思考

在网络环境下，参考咨询工作面临许多问题与要求，需要认真思考、研究提高服务质量的途径与方法。     

现代新儒家与新道家

新儒家是接着历史上的儒家往下讲,而不是照着讲.历史上儒家与道家有诸多相通相近的地方,并取长补短、共同发展.顺此而下,现代新儒家的代表人物熊十力、牟宗三、冯友兰、方东美、唐君毅、马一浮等人都在不同侧面和不同程度上对道家思想有所研究与吸收.现代新道家同样是接着历史上的道家讲,是对道家思想形式与内容的某种创新.现代新儒家与现代新道家的关系也与历史上的儒道关系类似,在相互促进中共同发展.现代新道家的建构刚刚开始,在时间上晚于现代新儒家,需要积极研究新儒家的成果,并从自己的立场上开展哲理的运思与体系的建构.     

新课程新思考

从胡锦涛同志关于学习贯彻"三个代表"重要思想,把握"一脉相承"和"与时俱进"特征的精神出发,结合教学实践经验,认为要搞好<邓小平理论和"三个代表"重要思想概论>新课程的教学,从内容上准确把握其本体理论,关键在于讲清"一脉相承",读好原文原著,坚持与时俱进.     

永磁磁浮在心脏泵及其它应用中的稳定平衡

学术界一致公认无源磁浮是不稳定的，作者却找到两种实现稳定无源磁浮的方法，其一是引入非磁力，单独或者与永磁力一起，对浮体至少在一个自由度上产生作用；其二是利用浮体运动（旋转）的惯量，实现至少一个自由度上的稳定平衡，结合这两种方法，作者研制成两种不同设计的永磁磁浮心脏泵；并尝试将无源磁浮技术应用于高速列车和超静音螺旋桨。