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1、碳纤维联合仿真解决方案篇一：碳纤维及其加工技术摘要碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维等为原丝，经预氧化和碳化制得的含碳量90 %以上的高强、高模、耐高温的特种纤维。PAN 基碳纤维由于其力学性能优良，应用领域广泛，是当今碳纤维中的主要产品。碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳和抗蠕变等一系列优异性能,为了充分发挥碳纤维的性能,对其进行表面处理非常关键。分别介绍了碳纤维的气相氧化法、电解氧化法、液相氧化法、等离子氧化法、电聚合法、气相沉积法和表面镀层等表面处理方法,并比较了不同处理方法对碳纤维表面结构和性能的影响。碳纤维的表面处理对提高其使用性能是一个重
2、要的保证措施,针对碳纤维不同的使用要求,应采用不同的表面处理方法。碳纤维的这些特性也就意味着他们可以被应用于很多的领域。主要的应用包括体育运动，例如高尔大球棒和钓鱼杆；航空应用包括飞机元件；和工业应用。随着工业的不断进步，人们正在寻找很多具有新功能的材料，碳纤维的需求在逐渐增长，广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。碳纤维的生产成本也在逐渐降低，加工技术趋向多元化，制造商可以按照具体的应用提供一系列的碳纤维产品。所有的这些都支撑了以工业应用为中心的新型应。本文将从碳纤维的概况、结构与形态、加工技术、性能、应用等方面介绍关键词：碳纤维、加工工艺、表面处理、
3、材料、强度、性能、功能、工业、发展目 录1 碳纤维的概况 1世界碳纤维的概况2我国碳纤维的概况3碳纤维的优缺点.4碳纤维的分类.4根据原丝类型分类5根据碳纤维的性能分类.5根据碳纤维功能分类5 2碳纤维的结构和形态 6 3碳纤维的加工. 6碳纤维的生产工艺. 7沥青制备碳纤维.7以粘胶纤维为原料制造碳纤维 8以聚丙烯腈为原料制造碳纤维 9碳纤维的表面处理 9氧化处理10 涂覆处理10 射线、激光、等离子体处理11 接枝聚合表面处理11 4 碳纤维的性能12碳纤维的力学性能12碳纤维的物理性能13 碳纤维的化学性能.16 5 碳纤维的应用16土木建筑17 工业上的应用17 航空、汽车复合材料的应
4、用18医疗卫生、体育用具18 6 碳纤维的展望19 碳纤维发展过程中存在的问题及解决措施.19碳纤维发展过程存在的问题20我国发展碳纤维产业的应对措施 20 碳纤维的发展前景.21 7结论23 参考文献241 碳纤维的概述碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的79倍，抗拉弹性模量为2300043000Mpa亦高于钢。含碳量高于90的无机高分子纤维（见彩图），其中含碳量高于99的称为石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐药品性好，纤维的密度低,X射线
5、透过性好。缺点是耐冲击性较差，容易损伤；在热强酸作用下发生氧化,与金属复合时,会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。为此复合前须经表面处理，包括镀镍等。图一 碳纤维碳纤维最早由美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产，原丝采用粘胶纤维。1962年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯腈基碳纤维的生产。1971年，日本东丽公司的高性能聚丙烯腈基碳纤维投产。沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年,美国、日本及西欧的聚丙烯腈基碳纤维年生产能力共约有沥青基碳纤维为。世界碳纤维发展概况1959年日本人进藤昭男发明了用聚丙烯腈原丝生产
6、碳纤维的方法。1962年，日本东丽公司开始生产，之后又积极研制用于生产碳纤维的专用优质原丝，并于1967年成功生产T300PAN-CF。同时，英国皇家航空研究所的Watt等人对PAN纤维生产进行技术改进。随后英国考陶尔公司利用这项技术开始生产高强度、高模量PAN基碳纤维。1969年，日本东丽公司研究成功特殊的单体共聚PAN基碳纤维，结合美国联合碳化物公司的碳化技术，生产出高强度、高模量碳纤维。此后，美国、法国、德国也都引进或开发了PAN原丝及碳纤维的生产。原苏联开始主要研究以人造丝为原料制造碳纤维，后转向PAN基碳纤维。另外，印度、南斯拉夫、以色列、韩国也在以PAN原丝制取碳纤维方面开展了大量
7、的研制工作。日本东丽公司的碳纤维研发与生产一直处于世界领先水平。20世纪70年代末以来，国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争，促进了PAN基碳纤维工业的长足发展。特别是进入90年代以后，由于PAN基碳纤维性能优越，应用领域日益扩展。目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期，主要表现为：PAN基碳纤维产量急剧提高，生产规模大型化，产品价格下降；PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断改进，碳纤维性能不断提高，例如日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维，其抗拉模量为295GPa，拉伸强度达，而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GP
8、a，抗拉强度为；应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。目前，聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90，生产能力约为31565ta，其中小丝束碳纤维约为23165ta，占，大丝束碳纤维约为8400ta，占。日本有三家大公司从事碳纤维的生产、研究和开发，东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司是世界著名的碳纤维生产企业，日本东丽、东邦和三菱三家公司的高性能小丝束碳纤维生产能力合计为17500ta，占世界高性能小丝束碳纤维总能力的，基本控制了世界高性能小丝束碳纤维的生产。在聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产方面，世界总生产能力为8400ta，福塔菲尔、卓尔泰克、阿尔迪拉、爱
9、斯奇爱尔等四家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产。其中福塔菲尔公司为3500ta，占世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维总生产能力的，居世界的首位。美国是碳纤维生产大国，更是消费大国，世界碳纤维40以上的市场在美篇二：粘碳纤维布加固方法Microsoft Word 文档结构补强粘碳纤维布加固法河南元邦工程技术有限公司 技术部 用途：碳纤维布、碳纤维板、玄武岩布、芳纶布、玻纤布与混凝土构件、金属构件的粘贴；纤维布粘贴胶涂刷于混凝土表面，能大幅度提高砼表面强度及与纤维布的粘接牢度；并用于浸渍、粘结、固定和保护纤维布。 组分：A:B双组分，重量配合比A：B=4：1特点：耐酸碱，低黏度、渗透、浸润、扩散
10、性好，粘结强度高。 用量：每粘贴1m2纤维布打底约需胶,浸渍约需胶。工艺流程:基层表面处理粘贴面修补找平 配置打底用胶涂刷打底胶卸荷配置浸渍用胶和裁剪纤维布粘贴纤维布固化检验维护1. 基层表面处理若是混凝土构件粘贴，应凿除粉饰层，油垢、污物，然后用角磨机磨去1-2mm厚表层，混凝土构件转角处应进行倒角处理，磨出（阳角）或补出（阴角）半径不小于20mm的光滑圆弧，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮拭净表面，保持干燥备用。 若是金属构件粘贴，应除油，除锈，用角磨机将金属表面打磨出现金属光泽，保持干燥备用。所用主要器具:角磨机、金刚石磨片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩。2.粘贴面修补找平
11、混凝土面蜂窝、麻面、凹凸部位用TLS-502混凝土修补结构胶填平，修补胶固化后（以手指触感干燥为宜，约5小时），可进行下一道工序。3.配置打底用胶 纤维布粘贴胶为A、B两组份，配胶宜采用机械搅拌，搅拌器可由电锤和搅拌齿组成，搅拌齿可采用电锤钻头端部焊接十字形14钢筋制成。少量也可用6、8细钢筋棍人工搅拌。取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按配合比混合，并用搅拌器搅拌23分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。胶应现配现用，每次配胶量不宜大于2公斤。4.涂刷打底胶用毛刷、滚筒或塑料刮板将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，注意不要漏刷
12、，并避免气泡，等胶固化至手指触感干燥后，可进行下一道工序的施工。所用主要器具: 毛刷、滚筒或塑料刮板、手套。5.卸荷以适度卸荷加固效果最佳,一般可仅卸去活荷载，如人员、办公机具等，并尽量减小施工临时荷载。恒载卸荷可采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统，该系统施加反力大小易控制，减少应力滞后，更利于纤维布与原构件协同受力，加固效果良好。6.配置浸渍用胶和裁剪纤维布按比例称量准确，可用机械搅拌，少量也可用6、8细钢筋棍人工搅拌。每次配置量以小于2公斤为宜，现配现用。按设计要求的尺寸用锋利剪刀裁剪纤维布，注意整齐划一，避免毛刺。宜在平整的木板、纸板、塑料布上裁剪，以保持纤维布的洁净。所用主要器具:搅拌器、容器、衡器、剪刀、手套7.粘贴纤维布将TLS-503胶均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上，拐角部位适当多涂抹一些。将涂好胶的碳纤
