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论文：三聚氰胺树脂基富含杂原子的纳米碳纤维制备及电化学性能: songyan705 2013-8-30 15:35; 众所周知，引入杂原子是提高电容的一种有效的方法，它不仅能够引入赝电容，而且能改善电解液/电极的界面润湿性，提高表面利用率。因此，开发含有杂原子的多孔炭材料一直是该领域的研究热点。我们采用静电纺丝工艺，以三聚氰胺/聚乙烯醇水溶液为纺丝液制备了纳米炭纤维，探讨了纳米炭纤维结构(尤其是表面杂原子)对其电化学性能的影响。结果表明所得三聚氰胺基炭纤维具有丰富的表面杂原子(2.56-5.34 wt.% N和 10.38-11.29 wt.% O)和较高的比表面积(130-479 m2/g)。随着炭化温度的升高，所得炭纤维表面含氮官能团含量下降，而表面含氧官能团基本保持稳定，炭纤维的比表面积增加。结果显示，表面官能团越多，炭纤维表面电容越高。750 ℃炭化的纤维比电容达到 206F/g，比表面电容达到 0.64 F/m2。我们这篇文章近期发表在Journal of Colloid and Interface Science上，详细内容请参见（Journal of Colloid and Interface Science，395 (2013) 217–223）或本博文附件。; 3360 次阅读|0 个评论

论文介绍：用于超级电容器电极的纳米碳纤维的制备: songyan705 2013-8-30 15:23; 超级电容器具有优良的功率密度，可观的能量密度以及长的循环寿命。这些优异的特性使其在许多领域，如电子产品、电动汽车和大功率牵引机等，引起了广泛的关注。影响超级电容器性能的关键是电极材料。电纺制备的纳米炭纤维薄膜具有表面积大、电导率高、制备工艺简单、成本低廉和结构自持等优点，是一种具有潜力的柔性电极材料。我们以热固性酚醛树脂/聚乙烯醇(PVA)的水溶液为纺丝液，经过电纺、固化和炭化制备了具有三维纳米纤维网络结构的炭纤维薄膜。通过在酚醛树脂/聚乙烯醇(PVA)纺丝液中添加KOH使酚醛基电纺炭纤维的微孔体积和比表面积得到明显的提升。通过调节原液中KOH的含量，实现了炭纤维平均直径和炭纤维薄膜的体积密度在较宽的范围内可调。所得炭纤维尽管具有温和的比表面积，但是具有非常优异的电容性能。当固含量(KOH/PF+PVA)为20 wt.%时，炭纤维比表面积达597 m2/g，比电容高达256 F/g。分析表明，0.7-1.2 nm的微孔是水溶液电解质形成双电层的最佳孔径。具体请参见我们近期在Carbon上发表的文章（Carbon,213,51,290-300）.; 3457 次阅读|0 个评论

关于碳纤维生物膜茂盛的一些想法（不赞成日本学术界看法）: 热度 2 mountainwind1 2013-2-20 13:31; yaoliwei: 最近日本发表在EST期刊上的碳纤维做生物膜的机理研究，也就提到了碳纤维表面等电点优势以及DLVO理论的验证，更光波、音波的确扯太远了。还有好碳素菌（日方提的）真有此类菌？？生物亲和性强到底该如何评价和表征，现在应该也没有确却的方法和指标。最早提生物亲和性，应该是在医学领域，在牙科这一块，牙斑就是生物膜，碳素材料的优越性如何在机理上去探究，貌似仍然是个难题。以前有一个北大的老教授跟我说，生命体碳元素很重要，是构成有机体和无机产物的重要元素，因此对于碳素材料，对生命物质有着天然的亲和性，我不知道这种说法是哲学理论还是真有科学验证。疯子我：不能算是哲学理论，算科学成分的。生物亲和性本来就有嘛，刚毛藻喜欢贴在富钙，富蛋白质或者富纤维素植物上，可它也不去多消耗基质啊？碳纤维容易优先吸附一些有机物质——这点与活性炭对一些有机物有优先吸附是一个道理，而这些被富集的有机物质可能诱发生物微环境的形成，理论分析应当是这样。我颇怀疑用同位素跟踪做一下整个机理就清楚了的。嘿嘿缺设备。生物吸附材料属于我搞的环境材料与工艺范畴的，我那烂学校没设备我也只能瞎扯，真他妈郁闷！等电点优势我颇为怀疑，没去测就是了，但我们看法一样的是——在可亲和的生物质材料上容易形成小型生态环境，间接证明就是水族箱里沉木上往往首先出现生物膜，生物膜分泌物作为植物促进剂导致沉木上往往首先出现高等植物啊。或许评价和表征的方法可以从水族箱这个现象来分析？你要有设备我们都可以一起探究一下的。很多地方直接借助物理化学的吸附理论就可以搞了，这个论文好写，貌似也是生物化学领域的小突破，你看呢？按照我这条思路走看看，或许今后能自由筛选出生物活性材料，进一步在宏观或微观结构上进行材料合成的，不至于像现在搞生物材料的学者那样碰运气，瞎扯蛋，自我夸耀啥的。; 4488 次阅读|15 个评论

[转载]碳纤维: WanghuataoHIT 2013-1-8 13:38; 三菱公司沥青基碳纤维沥青基碳纤维长介绍 2012.PDF 高导热沥青基碳纤维EN 三菱公司沥青基碳纤维网站; 个人分类: 科普|1 次阅读|0 个评论

[转载]碳纤维: WanghuataoHIT 2012-10-28 14:08; 碳纤维导热性的测试研究 1988年.PDF 导热碳纤维导热碳纤维介绍英文导热碳纤维公司碳纤维复合材料的导热性英文高导热石墨材料微观结构与其导热性能的关系研究短炭纤维_树脂炭复合材料导热系数与石墨化度之间的关系高导热石墨材料简介高导热炭材料的研究进展超级导热型沥青基碳纤维.pdf 碳纤维的电热性能及其应用.pdf 线形低密度聚乙烯_碳纤维复合材料的热导率_2009.pdf PAN碳纤维-PMMA 热性能英文 2012.pdf 碳纤维热性能 pan基和沥青基碳纤维纳米碳管改性后的导热性能英文 2010.pdf 碳纳米管复合材料导热性综述英文 2011.pdf; 50 次阅读|0 个评论

国防军工倚重点碳成金的碳纤维复合材料: nanyq 2012-1-3 22:05; 高性能纤维复合材料属于高分子复合材料，是由各种高性能纤维作为增强体置于基体材料复合而成。高性能纤维是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。高性能纤维复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。国内企业将取得突破继石器和钢铁等金属之后，碳纤维被国际上称之为“第三代材料”，因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度，且超轻、耐高温高压，广泛应用于航空、汽车及国防领域等。碳纤维是由90%以上的碳元素组成的纤维。碳纤维结构近乎石墨结构，比金刚石结构规整性稍差，具有很高的抗拉强度，它的强度约为钢的4倍，密度为钢的四分之一。碳纤维同时具有耐高温、尺寸稳定、导电性好等其他优良性能。按原料分碳纤维可分为粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维(PAN基碳纤维)和沥青基碳纤维，目前世界各国发展的主要是PAN基碳纤维和沥青基碳纤维。日本是全球最大的碳纤维生产国，2002年日本东丽(Toray)公司碳纤维生产能力达7300吨/年，东邦公司(TohoTenax)拥有5600吨/年的生产能力，三菱人造丝(Rayon)有4700吨的年产量，这3家公司碳纤维的总销售份额约占全球小丝束市场的75%。从2004年起，碳纤维市场突然紧缺，出现了供不应求局面，价格随之急剧上涨。碳纤维需求扩大的背景包括两个方面：一是越来越多的民用飞机制造商将碳纤维作为机体材料；二是碳纤维在风力发电、液化气罐、自行车、体育用品等领域的用途正在逐渐扩大。随着航空航天、体育休闲和工业应用对碳纤维的需求大幅度增加，全球碳纤维市场正以平均每年两位数的速度快速增长。综合产能和需求变化，全球碳纤维行业在未来几年中仍可维持两位数的增长，且供小于求。尽管我国碳纤维生产发展缓慢，但消费量却与日俱增，市场需求旺盛，主要集中在文体用品和航空航天方面，一般产业需求增长也比较迅速。近年来，随着市场需求的增加，特别是国防、军工、航天航空、体育用品方面的需求增加，每年主要依靠从国外进口碳纤维以满足要求，据统计1996-2002年国内碳纤维消费年均增长率超过20%，2007年国内的市场需求量约为3500t/a，主要依靠进口。目前，碳纤维已被列为国家产业化纤行业重点扶植的新产品，国内已有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置。2006年安徽华皖集团的PAN基碳纤维项目的建成投产，填补了我国PAN基碳纤维工业化生产的空白。我们预计摆脱了国外原丝控制的中国碳纤维行业将迎来飞速的发展。; 3597 次阅读|0 个评论

碳纤维取代金属成为豪车新宠: nanyq 2012-1-3 22:02; 几十年前，就有专家曾预言碳纤维将会取代金属用来制造汽车结构件。现在这个预言已成为事实。碳纤维复合材料，凭借其质量小、强度高、刚性高，良好的耐腐蚀性的特点吸引了众多豪华轿车厂商的垂青，碳纤维复合材料几乎成为各厂家出奇制胜的法宝。由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度，其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的最轻材料。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身、底盘减轻重量40%~60%，相当于钢结构重量的1/3~1/6。英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料减重效果进行研究，结果表明碳纤维增强聚合物材料车身重172kg，而钢制车身重量为368kg，减重约50%。但由于碳纤维制造成本过高，碳纤维增强复合材料在汽车中的应用有限，仅在一些F1赛车、超级跑车、小批量车型上有所应用，如柯尼塞格，雷克萨斯LFA，日本的改装厂，目前标配碳纤维车顶的宝马M3也正式在国内发布，同期发布的碳纤维限量版M3更是在车顶的基础上，加装了碳纤维材质的前扰流板、尾翼、内饰细节等部件。碳纤维还因为其环保、耐磨的特点而应用在刹车片上，但含有碳纤维复合材料的产品格外贵，所以目前这种刹车片还主要应用在高档轿车上。碳纤维制动盘被广泛用于竞赛用汽车上，例如F1赛车上。它能够在50m的距离内将汽车的速度从300km/h降低到50km/h，此时制动盘的温度会升高到900℃以上，制动盘会因为吸收大量的热能而变红。碳纤维制动盘能够承受2500℃的高温，而且具有非常优秀的制动稳定性。虽然碳纤维制动盘具有性能卓越的减速性能，但是目前在量产的汽车上使用碳纤维制动盘却并不实际。因为碳纤维制动盘的性能在温度达到800℃以上时才能够达到最好。也就是说，必须在行驶了数公里之后，汽车的制动装置才能进入最佳工作状态，这对于大多数只是短途行驶的车辆并不适用。另外，碳纤维制动盘的磨损速度很快，制造成本也非常高。碳纤维汽车座椅加热垫是碳纤维加入应用于汽车工业的一个突破，碳纤维加热元技术在汽车配套时常变得越来越受欢迎，它将会完全代替传统的座椅加入系统。目前几乎全球所有汽车制造厂商的高档、豪华型轿车都配备了这种座椅加热装置，比如奔驰、宝马、奥迪、大众、本田、日产等等。碳纤维热载荷碳纤维是一种比较高效能的导热材料，热效率高达96%，并在加热垫中均匀密布，保证热量在座椅加热区域均匀释放，碳纤维线及温度分布均匀，又确保了加热垫长期使用保持座椅表面皮革平整完好。不产生纹路痕迹、不产生局部变色。温度超出设定区间则自动断电，不能满足温度要求时自动通电调节温度。碳纤维有适宜人体吸收的红外线波长，具有促进健康的保健作用，可以充分减少驾乘疲劳，增加舒适度。; 3650 次阅读|0 个评论

碳纤维电动汽车有望成为主流车型: nanyq 2011-7-31 22:55; 2010年7月初，宝马公司公布了其酝酿已久的电动汽车发展计划，计划在2013年推出插入式电动汽车Megacity。新的车型并非由现有车型改装而来，而是宝马公司的工程师们卧薪尝胆的一次全新尝试。这款性能优异的“无铁”四座城市用车将会更加轻便，其由两部分组成：包含了传动系统和电池的铝制底盘以及安装在底盘上的碳纤维汽车“骨架”。碳纤维比铝轻30%，比铁轻50%。而且，由于碳纤维具有很强的抗撕裂性，当它被织成格状结构，再融入树脂后，其强度要超过铁。但由于这道工序需要耗费大量劳动力且效率很低，因此，大规模生产碳纤维的可能性不高。不过，宝马公司正在试图改变这一现状。宝马公司首先将聚合物加工成纤维状，然后在高温下通过几道工序将纤维碳化，得到厚度仅为7微米的碳纤维，5万根这样的碳纤维拧在一起成为细纱。细纱可以制成纤维织物，再利用模具在高温与高压下将纤维织物打造成型，最后将树脂注入模具中让纤维黏合在一起，整个流程可以由机器人在几分钟内完成。在这个过程中获得的碳纤维可以做成汽车的“身体”。该公司表示，除了更轻盈之外，这种汽车的抗挤压能力也令人惊叹。在对车头车尾进行的抗冲击测试中发现，铝制底盘受到挤压会变形，也会吸收部分能量，然而，由坚硬的碳纤维制造的乘客区却安然无恙，甚至侧面来的强力冲击也能让车厢内的假人模型和电池不受伤(当然，当安全气囊装置启动时，电池会自动断电)。即便汽车受到猛烈的撞击，车体有所损伤也不用担心，切掉碳纤维受损的部分再黏上新部件，完全可以让汽车恢复原状。钢铁和铝很容易回收再利用，但是，碳纤维很难回收再利用。目前，汽车制造商正同宇宙空间机构合作，试图解决这一问题。眼下，宝马公司一马当先，研发出了最新的处理碳纤维“边脚料”的方法。通过高温分解，这些“边脚料”能够退回到未加工的状态。通过此种方法生产出的复合材料具有碳纤维一半的硬度。碳纤维的另一个优势是不易腐蚀，如果不考虑电池只有10年左右的使用寿命，而这种碳纤维电动汽车的寿命可以长达几十年(当然，马达还是需要定期进行检修的)，到时，如何让碳纤维电动汽车车主放弃它，可能会让汽车制造商大费周折。来源：中国纺织报; 2119 次阅读|0 个评论

[转载]碳纤维材料建筑或可对抗龙卷风: wyqhhu 2011-5-27 19:28; 龙卷风本周袭击了美国密苏里州乔普林市，造成重大的人员伤亡，导致大量房屋倒塌。这些倒塌房屋由木头、钢筋和混凝土制成，建造技术已经有100年左右的历史了。科学家们认为，使用碳纤维、混凝土布和凯夫拉等材料建造的房子会更加坚固，足以对抗包括龙卷风在内的极端天气。凯夫拉、钢丝网和碳纤维都拥有木头和混凝土等传统建材无法匹敌的柔韧性。与现在很多非常坚固的房子相比，使用这些材料制成的房子发生倒塌的几率要低很多。据美国趣味科学网站5月24日报道，主要介绍高级材料的新书《设计未来》的作者布拉德利·奎因表示，有一种新的建筑学派，正致力于设计更加柔韧的、顺应自然而不是和自然相对抗的建筑。碳纤维长期被用来制造自行车或眼镜等小型物品，而实际上，碳纤维也可以“化身”为坚韧的建筑材料，制造出坚固又耐用的房子。奎因表示，碳纤维具有不可思议的坚硬度和柔韧性，能经受地震，比传统结构更能经受龙卷风的“考验”。广泛应用于防弹背心中的材料凯夫拉由美国杜邦公司上世纪60年代研制而成，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型等特点。凯夫拉材料可以让人和房子远离龙卷风袭击过程中卷来的残渣碎片，充当受灾民众的“保护伞”。奎因表示，现在，科学家们已经使用杜邦公司研制的凯夫拉材料，建造了一种“杜邦暴风屋”，它看起来像一个由钢丝网和凯夫拉材料制成的帐篷，可以将其从内部直立起来，让人远离所有四处飞散的残渣碎片。然而，利用碳纤维和凯夫拉这些未来材料和全新的建筑理念，房屋的建造成本可能非常高。现在，对于美国乔普林市的很多受灾民众来说，由混凝土布建造的房子才能更好地缓解燃眉之急。混凝土布是一种特殊的浸染纤维，当向其中添加水时，能变成脊柱状的隆起，因此，可以使用混凝土布来建造加固型的防护棚。混凝土布的设计初衷是建造军事基地，其工作原理和石膏绷带一样，当朝其喷水时，会发生一个化学反应，干燥一点后，会出现一个非常坚固的建筑结构，足以对抗任何极端气候。奎因表示，混凝土布很容易制造、便于处理而且造价便宜，足以成为没有防风地窖受灾民众的“庇护所”。奎因表示，一个更加激进的建筑学派的想法甚至更加大胆，他们设计出了一种名为“地下大楼”（与摩天大楼相对）的建筑，该建筑就是被建造在地下，以免受龙卷风经过的“池鱼之殃”。; 个人分类: 新材料科学|1700 次阅读|0 个评论

纳米碳纤维：心脏病的福音: 热度 1 zhpd55 2011-5-24 10:35; 纳米纤维补丁可使心脏坏死细胞起死回生当有人患了心脏病 , 病灶区域的心脏细胞难免会坏死 , 而且无法进行修复，危及患者的生命。但是在不远的将来 , 这种情况可能会利用纳米碳纤维材料得到改善。据 Gizmag 2011 年5月20日报道，美国罗德岛州的布朗大学（ Rhode Island's Brown University ）与印度的工程师合作，研发出一种碳纳米纤维补丁，已经证实该补丁对于心脏细胞再生有奇效。预计此类补丁可能最终会被放在心脏里 , 宛如一个创可贴 , 能够愈合心脏坏死病灶，达到起死回生之奇效。这个补丁本身长 22 mm, 厚仅有 15 微米，而且有一个支架结构 , 能像心脏组织一样舒张和收缩，其构成是由一种经过认可的聚合物和碳纳米纤维组成。据说这种碳纤维具有优良的导电性能 , 因此会把心脏使用的电脉冲维持在一个稳定的节律范围之内。布朗大学的研究团队，是将其补丁放置在玻璃衬底上 , 然后将心脏细胞 , 也被称为心肌细胞（ cardiomyocytes ）和其纳米纤维播种于此。4小时后 , 与仅仅由聚合物组成的对照组相比较，纳米纤维补丁的细胞移居量是对照组的5倍。 5 天后，纳米纤维补丁的细胞密度 , 会上升到对照组的 6 倍。此外 ,4 天后 , 在纳米纤维补丁上的神经元密度已经翻了一番。根据研究人员的观察，支架的弹性和纳米纤维的电性特征，都是心肌细胞和神经细胞理想的繁衍再生温床。然而，事情也不可能那样一帆风顺，从科学研究到临床应用尚有很多工作在等待去完成。不过，该研究团队目前在改变支架模式，以便更好地模仿心脏电流 , 他们将一块纳米纤维补丁放置在一个活体内，看看它是如何处理心脏电压以及有节律地舒张和收缩。他们也想证实生长在纳米纤维补丁上的心肌细胞 , 其功能是否与一般正常的心脏细胞一样。合作参与了此项研究的还有印度理工学院坎普尔分校（ Kanpur ）的科学家 , 具体研究结果最近在《 Acta Biomaterialia 》发表。《科技日报》讯当心脏病发作时，心壁上某些神经细胞以及保持心脏节律跳动的特殊细胞会受到损伤，外科手术无法修复这种损伤区域。据美国物理学家组织网2011年5月19日报道，最近，美国布朗大学和印度理工学院工程人员合作，给心脏造出了一种人工纳米补丁，经实验显示能让心脏病发作所造成的损伤区域恢复功能。该研究发表在近日出版的《生物材料学报》（ Acta Biomaterialia ）上。　　这种人工纳米补丁是一种支架型的结构，由碳纳米管纤维和一种官方许可的聚合物材料构成。研究人员使用了一种直径约200纳米的螺旋状碳纳米管纤维，再用一种高分子的乳酸糖酵解酸聚合物将纤维编织成一片直径22毫米、厚约15微米的圆形网状纳米补丁。　　实验表明，这种人造纳米补丁能再生出天然的心脏组织细胞（心肌细胞）和神经细胞，让心脏上面的受损区域重新复活。研究人员在纳米补丁上培养心肌细胞，经4小时后其表面的心肌细胞大量增加，是长在对照样本材料（单由聚合物制成）上的5倍。5天以后，心肌细胞表面密度是对照样本的6倍。神经细胞密度在4天后也增加了1倍。　　论文合著者、布朗大学工程与整形外科副教授托马斯·韦伯斯特说，碳纳米管纤维编织的支架有弹性而且耐用，能像心脏组织那样扩展收缩，因此心肌细胞和神经细胞能在上面大量产生新细胞，使心脏局部受伤的地方再生。而且碳纳米管导电性能极佳，能很好地作为一种心脏稳定跳动所依赖的连接电路来发挥作用。这种材料未来甚至能用来造出一颗健康的心脏。　　研究人员下一步将改善支架形状以更好模拟心脏电流，制造出一种内部试管模型，以测试材料对心压和跳动节律的反应。此外支架上生长出来的心肌细胞是否具有和其他心脏组织细胞同样的功能，还需要进一步确证。　　据美国心脏病协会调查，2009年约有78.5万患者因之前心脏病造成的心肌损伤而再次心脏病发作。在有过心脏病史的人中，1/3的妇女和1/5的男人在未来6年中可能再次复发。这种方法如果成功，上百万人将从中受益。（常丽君）(科技日报); 个人分类: 新科技|5025 次阅读|1 个评论

碳纤维: 热度 1 nanyq 2011-3-7 22:39; 碳纤维碳纤维碳纤维（carbon fibre），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维 (GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维 (KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。成分结构　　碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。　　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7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。碳纤维化学性质　　碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。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，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在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。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。碳纤维的制备　　碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。　　目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、氧化及脱氧等。碳纤维的强伸性能测试　　由于原料、模量、强度和最后的热处理温度不同，产生了特性不同的碳纤维，前者硬而脆的常用于复合材料，软而柔顺的常用于纺织；后者多被用于工程用料。由于碳纤维的应用越来越多兼之其特性，碳纤维强力拉伸性能测试的紧迫性摆在了我们面前。强伸性能试验属于破坏性的，试验完毕试样没有可恢复性，又因为碳纤维分离成为单纤维以后非常脆弱，因此在每次试验过程中，需要细心、耐心，试验前不要对试样造成损伤。一般试验需要得到的技术指标是CV值、平均值等。　　碳纤维的拉伸性能测试分单丝法和复丝法。碳纤维分离成为单纤维以后非常脆弱，剪切强度很低，稍有不慎就会断裂，因此在每次试验过程中，需要细心、耐心，不要对试样造成损伤。单纤维强伸性能试验通常采用纸框法固定试样，当然也不排除其他方法。单纤维强伸性能试验要采用能测试碳纤维的高强高模纤维强力仪。　　纸框法固定试样，剪取适当长度的该碳纤维试验样品,用钢针沿着纤维方向将其分离，使试验样品蓬松便于抽取。用取样盘来盛取试样，为保证测得结果的准确性，不能对碳纤维造成任何损伤。采用国外标准制作衬纸很麻烦，在试验过程中我用电脑制图找到一个简单易行的方法。取0.1mm左右厚的打印纸做基片；按图1尺寸用Word制图，划出一个尺寸合适的框，复制满A4纸打印（图1是25mm隔距拉伸尺寸。若50mm隔距拉伸时，裁切线的长度应增加一倍）；直尺放与裁切线吻合后用刀片沿裁切线将实线部分裁除，然后两端贴上5mm宽的双面胶纸；抽取分离的单根碳纤维试验样品，沿中心虚线放上，并用双面胶纸固定。也可以用融化后的松香，将单根碳纤维 “焊接”在纸框上，其“焊点”起到固定单根碳纤维的作用（试验证明：采用“焊接”方式没有双面胶纸固定方式好用，而且夹持试样时要离开“焊点”）；再用8～10mm宽的纸条，沿着裁切线宽度方向覆盖双面胶纸和试验样品端头，沿剪切线剪切，分离成固定在单个纸框上的待测试样。注意：碳纤维的取样比较困难，尤其处理后的碳纤维，很细，也很难分辨是一根还是两根，根据实验中曲线对比进行判断如果记录下的曲线斜率明显大于其他试样的很有可能是两根纤维，必要时可以用放大镜配合取样。应用领域　　碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维 1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。现在国内已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。同时，碳纤维发热产品，碳纤维采暖产品，碳纤维远红外理疗产品也越来越多的走入寻常百姓家庭。　　碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前，以美国为首的巴黎统筹委员会(COCOM)，对当时的社会主义国家实行禁运封锁政策，1994年3月，COCOM虽然已解散，但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空，先进的碳纤维技术仍引不进来，特别是高性能PAN基原丝技术，即使我国进入WTO，形势也不会发生大的变化。因此，除了国人继续自力更生发展碳纤维工业外，别无其它选择。因此，国外尤其是碳纤维生产技术领先的日韩等国对中国的碳纤维材料及制品的出口一直保持相当谨慎的态度，只有为数很少的中国企业能够与其建立合作关系，拥有其产品的进口渠道。产业现状　　目前世界碳纤维产量达到4万吨／年以上，全世界主要是日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝三家公司以及美国的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司，以及德国 SGL西格里集团，韩国泰光产业，我国台湾省的台塑集团，等少数单位掌握了碳纤维生产的核心技术，并且有规模化大生产。目前在祖国大陆还没有一个年产100t的规模化碳纤维工厂，大多还处于中试放大阶段。值得一提的是我国台湾省的台塑集团，在80代年中期从美国Hitco公司引进百吨级碳纤维生产线，经消化、吸收和配套后得到迅速发展，台塑产量增加很快，但碳纤维质量的提高幅度并不大。国产发展　　我国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21世纪以来发展较快，安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨／年原丝、200吨／年PAN基碳纤维(只有东丽碳纤维T300水平)，使我国碳纤维工业进入了产业化。随后，一些厂家相继加入碳纤维生产行列。据不完全统计，目前，我国已有12家生产规模大小不一(5～800吨／年)的PAN基碳纤维生产厂家，合计生产能力为1310吨／年，产品规格为1K、3K、6K、12K。但由于一些企业没有原丝可烧，实际国内碳纤维的总产量不足40吨/年，而且产品质量不太稳定，大多数达不到T300水平。可喜的是从2000年开始我国碳纤维向技术多元化发展，放弃了原来的硝酸法原丝制造技术，采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术获得成功。目前利用自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。碳纤维生产线随着近年来我国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发的热点。据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨／年、碳纤维1560吨／年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝1100吨／年、碳纤维470吨／年。应用发展　　尽管我国碳纤维生产发展缓慢，而消费量却一直在逐渐增加，市场需求旺盛。主要用途包括体育器材、一般工业和航空航天等，其中体育休闲用品的使用量最大，占消费量的约80%～90%。我国碳纤维的需求量已超过3000吨/年，2010年将突破5000吨/年。主要应用领域为：成熟市场有航空航天及国防领域(飞机、火箭、导弹、卫星、雷达等)和体育休闲用品( 高尔夫球杆、渔具、网球拍、羽毛球拍、箭杆、自行车、赛艇等)；新兴市场有增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、摩擦材料、钻井平台等；待开发市场有汽车、医疗器械、新能源等。现况　　我国碳纤维复合材料的研制开始于20世纪70年代中期，经过近40年的发展，已取得了长足进展，在航天主导产品(弹、箭、星、船)上得到了广泛应用。近年来，我国体育休闲用品及压力容器等领域对碳纤维的需求迅速增长，航空航天技术的快速发展急需高性能碳纤维及其复合材料等，市场需求更加旺盛。　　为了满足国内市场对碳纤维不断增长的需求，应尽快实现我国碳纤维工业的国产化和规模化。为此，必须加快技术创新，掌握核心技术；加速原丝技术开发，研制高纯度原丝；强化应用研究和市场开发，进一步扩大应用领域。碳纤维在我国大有发展前途，但应总结涤纶等化纤发展的经验教训，避免盲目发展，实现健康发展。　　为了大型飞机的制造和航空航天事业的发展，我国还必须尽快地实现高强中模型碳纤维的产业化。但是，因为高性能碳纤维是发展航空航天等尖端技术必不可少的材料，长期受到以美国为首的巴黎统筹委员会的封锁。虽然“ 巴统 ”在1994年3月解散了，但禁运的阴影仍然存在。即使对我国解除了禁运，开始也只能是通用级碳纤维，而不会向我们出售高性能碳纤维技术和设备。因此，发展高性能碳纤维必须要靠我们自己。我国化学纤维工业“十一•五”发展规划中提出了“从以增加数量为主转向大力发展高新技术纤维”，特别是把事关国家产业安全的高新技术纤维材料作为重中之重，而且碳纤维被列为首位，是国家迫切需要短期内突破的高新技术纤维品种，为我国碳纤维的发展创造了条件，我们要抓住这一机遇，自力更生、努力创新，发展具有自己知识产权的碳纤维，以满足不断增长的市场需求。国家“863 计划”以及有关部委都在关心我国碳纤维工业的发展及其产业化步伐，并给予强有力的支持，许多材料专家也扎扎实实的做了许多工作。“十一五”期间，我国又启动了相关“973计划”。相信“十一五”将是我国碳纤维工业产业化的黄金时代。; 3926 次阅读|1 个评论

[转载]碳纤维非织造布的生产及应用: nickwu008 2010-10-18 14:42; 碳纤维无纺布的生产工艺：（1）碳纤维短丝通过梳理或气流成网后用针刺或粘合剂固定制成碳纤维非织造布。（碳纤维在铺网过程中易产生缠结，要用混合浆料或PVA浆料进行前处理可解决）（2）聚丙烯腈、粘胶或沥青纤维毡经预氧化后再碳化。碳纤维非织造布性能（1）碳纤维具有高强度、高模量、耐疲劳、比重轻、耐摩擦特性（2）碳纤维非织造布具有耐高温和耐腐蚀性能。其可在2 000℃温度下使用,在3 000℃非氧化气氛的高温下不熔化、不软化。热膨胀系数小,几乎为零,高温遇骤冷不炸裂。（3）碳纤维非织造布具有导电性。（4）碳纤维非织造布具有优异的电热性能。（5）碳纤维是一种电阻型吸波材料,对电磁波有一定的吸收和反射性能,因而用于屏蔽材料和吸波材料。（6）碳纤维非织造布具有多孔性,再加上碳纤维或活性炭纤维自身的吸附性能,碳纤维非织造布是很好的吸附过滤材料。碳纤维非织造布的应用增强材料耐高温耐腐蚀材料抗静电包装材料面状发热材料燃料电池多孔电极电磁波屏蔽材料现代武器装备材料高质量音响材料环保防护材料; 个人分类: 未分类|2602 次阅读|0 个评论

本课题组诚招2011年入学的研究生深化碳纤维复合材料研究: 热度 1 jyx123321 2010-8-29 11:41; 由于本课题组正在承担973计划课题、NSFC项目等科研任务，所以诚招2011年入学的研究生，在本课题组的研究基础上深化碳纤维复合材料研究（微纳米结构层内增刚/层间增韧的碳纤维复合材料细观力学分析、碳纤维复合材料结构件固化变形分析与优化设计、表面显示损伤的复合材料层合板准静态压痕损伤分析，等）。期待着有志于科学研究、严谨求实、态度端正、脚踏实地、锐意进取、团结友善的青年学子加盟我们课题组，共享科学发现和创新的乐趣！; 个人分类: 未分类|5392 次阅读|1 个评论

碳纤维上的玫瑰花: soonfound 2010-6-11 08:39; 碳纤维表面沉积碳放大相。此为MTS热解制备SiC时偶然得到的，热解时未通氢气。 Raman表面可能是碳，有可能是石墨烯吗？请各位赐教啊。; 5793 次阅读|3 个评论

加州阳光之九十八高度机密的碳纤维材料: siccashq 2009-10-10 07:44; 新闻报道，因未经许可而运输回中国空间技术研究院一种高模量碳纤维材料，三名华裔被美国联邦法院判罪。 3 sentenced on weapons material violations Last update: October 8, 2009 - 11:54 PM Three men were sentenced in federal court Thursday for attempting to send material that can be used to make spacecraft and weapons to China. U.S. Chief Judge Michael Davis sentenced Jian Wei Ding, 51, of Singapore to 46 months in prison. He sentenced Kok Tong Lim, 37, of Singapore to a little more than a year behind bars. Ping Cheng, 46, of Manhasset, N.Y., was sentenced to a year's probation for his part in the operation. Lim and Cheng received reduced sentences for helping officials in the investigation. The three men had pleaded guilty this year to one count of conspiracy to violate national export regulations. They were indicted in October 2008. Between March 2007 and April 2008, the men attempted to export high-modulus carbon-fiber material without an appropriate license. They were attempting to ship the material to the China Academy of Space Technology. Ding controlled several Singaporean import and export companies, one of which was in the business of acquiring high technology for its customers. One of those customers, according to the indictment, was the China Academy of Space Technology. The academy oversees satellite systems research for the People's Republic of China. The operation was uncovered after the men unknowingly worked with an undercover Minnesota company posing as a supplier of aerospace commodities. JAMES WALSH; 个人分类: 加州阳光|3807 次阅读|3 个评论

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