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碳纤维材料

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碳纤维材料相关的论坛

  • 【转帖】材料之王-----碳纤维

    材料之王-----碳纤维碳纤维－－是由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的。其结果是除碳以外的所有元素都予以去除。碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，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。 　碳纤维的用途主要是利用其"轻而强"和"轻而硬"的力学特性，广泛应用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料；利用其尺寸稳定性，应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品；利用其耐疲劳性，应用于直升飞机的叶片；利用其振动衰减性，应用于音响器材；利用其耐高温性，应用于飞机刹车片和绝热材料；利用其耐药品性，应用于密封填料和滤材；利用其电气特性，应用于电极材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料；利用其生体适应性，应用于人工骨、韧带；利用其 X-光透过性，应用于 X-光床板等。 　　此外，还可以活化成活性碳纤维，应用于各种吸附领域。具体应用例如：①钓鱼杆现年产量约1200万只，年碳纤维用量1200t；②高尔夫球杆随着轻量化和长尺寸化的要求，现已占碳纤维体育用品用途的50％，年碳纤维用量为2000t；③网球拍的年市场规模约为450万只，年碳纤维用量约500t；④飞机方面，小型商务机和直升飞机的复合材料用量已占70％一80％，军用机30％一40％，大型客机15％一20％；⑥人造卫星结构体、太阳能电池板和天线要用高模碳纤维，先进的运载火箭和导弹壳体、发射筒等要用800H和 T300碳纤维等；⑥土木建筑领域，已用于补修加工用片材、建筑部件、代钢筋材料、屋顶构架材料等；⑦能源领域，已用于汽车的压缩天然气罐和风车叶片(长达30-40m)、海底油田管道、升降机等；⑧交通运输方面，已应用于赛车、汽车传动轴、大型卡车车体等；⑨电子电器领域，已应用于增强热塑性树脂的挤出成型品，如抗静电 IC盘、笔记本电脑的筐体，具有电磁波屏蔽效果；⑩其它，还有X-射线盒、医用床板、印刷、制膜、造纸等用的各种滚轴、空气或氧气呼吸用压力容器等等。 碳纤维产业是由原丝（PAN）生产再到预浸料再到具体的终端产家这么一个产业链。目前, 原丝的售价是40元～50元/公斤,碳纤维为200元/公斤,预浸料为500元/公斤,每一级的深加工都有高幅度的增值。　　我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段, 国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4％左右,国内用量的90％以上靠进口。而PAN 原丝质量一直是制约我国碳纤维工业规模化生产的瓶颈。另外,碳纤维长期以来被视为战略物资,发达国家一直对外实行封锁。因此,有关专家认为,强化基础研究是创新之本, 是发展国内碳纤维工业的根本出路。 美国联合碳化物公司（UCC）于1959年开始最早生产粘胶基碳纤维，五六十年代是粘胶基碳纤维的鼎盛时期，虽然时期已开始衰退，但是它作为耐烧蚀材料至今仍占有一席之地。1959年，日本研究人员发明了用聚丙烯腈（PAN）原丝制造碳纤维的新方法。在此基础上，英国皇家航空研究院研制出了制造高性能PAN基碳纤维的技术流程，使其发展驶入了快车道，PAN基碳纤维成为当前碳纤维工业的主流，产量占世界总产量的90%左右。1974年，美国联合碳化物公司开妈了高性能中间相沥青基碳纤维Thornel-35的研制，并取得成功。目前Thornel-P系列高性能沥青碳纤维仍是最好的产品，这样就形成了PAN基、沥青基和粘胶基碳纤维的三大原料体系。 　　世界碳纤维的主要生产商为日本的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团和美国的卓尔泰克（ZOLTEK）、阿克苏（AKZO）、阿尔迪拉（ALDILI）和德车的SGL公司等。其中日本三大集团占世界生产能力的75%。世界CT型碳纤维总生产能力为22100吨/年，LT型碳纤维总生产能力为9550吨/年；实际生产量约为7000吨/年。 　　在20世纪90年代中期以前，军事工业、航天与航空工业与体育休闲业一直是CT型碳纤维的主要市场。自1996年美国成功地将LT型碳纤维工为化以后，CT型碳纤维与LT型碳纤维竞争十分激烈。 　　当前世界上PAN基炭纤维正处于迅速增长的发展期：产品性能趋向于高性能化，T700S加快取代T300作通用级炭纤维；产量增加较快，1996~2000增长48.1%；航天航空和体育用品用量增加稳定，民用工业用量增幅较大，已超过前两者，特别是随着大丝束炭纤维的大规模生产，价格的降低，民用工业需求增加迅猛。

  • 【求助】碳纤维在风机叶片中的应用

    【求助】碳纤维在风机叶片中的应用

    目前公司开发3.0M瓦风机叶片的研制，以前都是用玻璃纤维增强，此项目准备使用碳纤维。希望权威人士能给些有用的参考资料和相关信息。可包括叶片形状设计，纤维铺层设计，树脂和纤维材料的选择，以及各种检测方法等系列相关信息。不胜感谢！！！

  • 【分享】纺织纤维材料对试验机的需求

    纺织纤维材料对试验机的需求：A．纺织行业很多客户将试验机叫做强力机；B．一般丝、线的测量力值非常小，绳、布的力值要大些。客户在选购时要考虑传感器的测量范围是否能把最大和最小试样都能包括进去，如不能就得考虑增加一个小负荷传感器了；C．纺织纤维材料主要求取的参数：最大力、抗拉强度和断裂伸长率；D．纺织纤维材料包括丝(单丝和复丝)、线、绳、布等； E．纺织纤维材料对夹具的要求：丝、线、绳、布所选用的夹具是不同的。拉单丝时，力值很小，要考虑试验的预负荷，要把试样绷直不能弯曲。复丝最好选配汽动夹具，手动夹具操作时劳动强度大。绳要选用缠绕式夹具，但这样绳的断裂伸长率就很难求出来了（需要相应的测量装置）。布要选用波浪式钳口（夹具夹持试样时对钳口的宽度有要求）；F．纺织纤维材料的断裂伸长率一般采用位移的方式求取。将夹具夹在试样的标距线上，横梁的移动距离就是试样的变形量。如用缠绕式的夹具做拉伸试验，就要考虑特殊测量装置来求取断裂伸长率了（目前很多试验机厂家还实现不了）；G．有些丝需要做大量的试验（如每组200次），需要试验机能够高效率的做试验，也就是自动送试样、自动装夹、自动试验机。目前国内生产的试验机还不能够满足这种要求，需要进口，如美国testresource试验机，有专业的用于纺织的强力机。H．纺织纤维常用标准： GB/T3923-1998（织物拉伸试验） GB/T13772-92（机织物抗滑移性能测定） GB/T14344-93（合成纤维长丝拉伸试验） FZ/T60005-91（非织造布拉伸试验） FZ/T60006-91（非织造布撕裂试验） GB9997-88（化学纤维干态拉伸试验） GB9997-88（化学纤维打结强力试验） GB9997-88（化学纤维钩结强力试验） GB9997-88（化学纤维浸湿强力试验） JC176-80（玻璃纤维制品试验） GB3362-82（碳纤维复丝拉伸性能试验） GJB83-86（高强度玻璃纤维纱拉伸性能试验） GJB348-87（芳纶复丝拉伸性能试验） GB/T3916-1997（纺织品卷装纱单根纱线试验） FZ/T5006-1994（氨纶拉伸试验） FZ65001-1995（特种工业用织物物理机械性能试验） FZ/T10003-92（帆布织物试验方法） FZ/T01030-93（针织物和弹性机织物接缝强力和扩张度的测定） GB7690.3-87（纺织玻璃纤维纱线断裂强力和断裂伸长试验） GB7689-89（纺织玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长试验） FZ/T75004-93（涂层织物伸长和拉伸永久变形试验方法） FZ/T60019-94（非织造布破裂强力试验方法

  • 帝人与通用汽车公司联合开发先进碳纤维复合材料技术

    总部位于东京的帝人公司和总部设在底特律的通用汽车公司（GM）签署了一项协议，双方将共同开发先进碳纤维复合材料技术，这种技术可用于通用在全球的高容量汽车、卡车和交叉型车辆。　　该协议包括使用帝人公司的专利碳纤维增强热塑性塑料（CFRTP）技术，与传统的利用热固树脂方法和需要更长成型时间相比，这是一种更快地生产碳纤维复合物的方法，直到现在，碳纤维只限于应用在高容量汽车领域。帝人报告，这种技术可以在不到一分钟时间之内大批量生产CFRTP 组件。　　“帝人的创新CFRTP技术，有望实现更轻汽车车身结构的革命，在通用汽车主动将碳纤维组件带入主流车辆的过程中，它将发挥重要作用，“帝人资深董事总经理Norio Kamei 说：“ 我们相信，我们与通用汽车公司有远见的关系将会提高汽车行业绿色复合材料的利用。”　　“我们与帝人的关系给汽车行业的碳纤维革命提供了一个机会，” 通用汽车公司副董事长Steve Girsky说：“这项技术有潜力成为行业游戏规则的改变者，它证明，通用汽车公司长期致力于技术创新。”　　帝人公司将于2012年初在美国北部设立帝人合材料应用中心，与通用汽车公司更加紧密合作。这份协议可能为帝人扩大专业和高端汽车碳纤维应用之外的产品组合铺平道路。出处“中华纺织网”

  • 碳纤维复合材料 红外光谱

    [color=#444444]我用ATR方法测碳纤维复合材料的红外光谱，出来的谱图是一条倾斜的线，只有1713、1506左右有很弱的小峰，我想问问这个谱图是不是不对啊？按理来说谱图里会有跟环氧树脂相关的峰，但并没有体现...是不是应该用压片法做才能比较准确？[/color]

  • 碳纤维隔热保温材料：真空和惰性气体环境下高温导热系数测试技术

    碳纤维隔热保温材料：真空和惰性气体环境下高温导热系数测试技术

    [color=#990000]摘要：针对碳纤维隔热保温材料这种在高温真空和惰性气体环境下的唯一一类耐高温隔热保温材料，本文介绍了碳纤维隔热保温材料高温导热系数测试中的特点，以及国内外针对碳纤维隔热保温材料导热系数测试技术的发展现状，并详细介绍了国外碳纤维保温材料导热系数测试结果，以及上海依阳公司采用稳态热流计法对国产石墨硬毡导热系数的测试结果。[/color][align=center][img=,566,376]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061729597358_7316_3384_3.png!w566x376.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]硬质碳纤维隔热材料[/color][/align][b][color=#ff0000]一、碳纤维隔热保温材料及其导热系数测试特点[/color][/b]碳纤维隔热保温材料是一种碳纤维与一定比例粘结剂成型制得的软毡材料，在软毡材料基础上通过碳化、石墨化、机加工制成硬质碳纤维隔热保温材料。评价这类材料隔热保温性能的一个重要指标为导热系数，而在导热系数测试中存在着与其他类型隔热材料不同的特点：（1）测试温度高：最高至1000～2000℃以上；（2）惰性气体环境；真空、氮气、氩气、氦气等；（3）两种温度分布形式：温度均匀和大温度梯度；（4）两类材料形式：柔性和刚性；（5）材料导电性：导电材料。[color=#ff0000][b]二、隔热材料高温导热系数国内外常用测试方法[/b][/color]对于低导热系数的隔热材料，常用的导热系数测试方法主要分为以下三类：[align=center][img=00.隔热材料导热系数常用测试方法,690,176]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061731593097_6773_3384_3.png!w690x176.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]三类导热系数常用测试方法[/color][/align]从以上列表可以看出，目前国内外可满足碳纤维隔热保温材料导热系数测试的商品化设备只有德国耐驰公司的稳态保护热板法导热仪和上海依阳实业有限公司的稳态热流计法导热仪，可实现在真空和惰性气体环境下对碳纤维隔热败落材料导热系数进行测试，而美国NASA的稳态热流计法导热仪则是非标自制的非商品数测试仪器。[b][color=#ff0000]2.1 稳态保护热板法[/color][/b]依据的标准为：ASTM C177 和 GB/T 10294，测量原理如图1所示。[align=center][img=01.单样品防护热板法示意图,516,301]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061732313057_7803_3384_3.jpg!w516x301.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图1 单样品形式稳态保护热板法测量原理图[/color][/align]对于稳态保护热板法导热系数测试仪器，目前国内外具有在高温和真空条件下进行导热系数测试能力的设备只有德国耐驰公司生产的商品化设备和美国NIST自制的标准化测试设备，如图2和图3所示。[align=center][img=02.德国耐驰公司保护热板法分析仪,500,333]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061732576517_3719_3384_3.jpg!w500x333.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2 德国耐驰公司的稳态保护热板法导热仪[/color][/align][align=center][img=03.美国NIST保护热板法导热仪,600,403]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061733230452_8623_3384_3.jpg!w600x403.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图3 美国NIST稳态保护热板法导热仪[/color][/align][b][color=#ff0000]2.2 稳态热流计法[/color][/b]依据的标准为：ASTM C201、GB/T 10295和YBT 4130-2005。其中YBT 4130-2005完全照搬了ASTM C201，是一种采用水量热计法进行热流密度测量，也是一种热流计法。稳态热流计法的基本原理如图4所示。[align=center][img=04.热流计法高温导热仪测量原理图,690,389]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061733428187_8222_3384_3.png!w690x389.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图4 稳态热流计法测量原理图[/color][/align]对于稳态热流计法导热系数测试仪器，目前国内外具有在高温条件下进行导热系数测试能力的设备有以下四家机构的设备，如图5和图6所示，但只有美国NASA和上海依阳实业有限公司具有自制的标准化测试设备，如图7和图8所示。[align=center][img=05.国产水流量平板法高温导热仪,500,365]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061734048203_1810_3384_3.jpg!w500x365.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图5 国产水量热计法高温导热仪[/color][/align][align=center][img=,608,600]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061753072806_6516_3384_3.jpg!w608x600.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图6 美国Orton公司水量热计法高温导热仪[/color][/align][align=center][img=07.美国NASA稳态热流计法高温导热仪,624,473]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061734509267_416_3384_3.png!w624x473.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图7 美国NASA稳态热流计法高温导热系数测试系统[/color][/align][align=center][img=08.上海依阳公司热流计法高温导热仪,690,535]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061735204189_1658_3384_3.jpg!w690x535.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图8 上海依阳实业有限公司稳态热流计法高温导热系数测试系统[/color][/align][b][color=#ff0000]2.3 瞬态热线法[/color][/b]依据的标准为：ASTM C1133 和 GB/T 5990。瞬态热线法的基本原理如图9所示。[align=center][img=09.热线法导热仪结构原理图（平行线法）,475,359]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061735445173_2323_3384_3.jpg!w475x359.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图9 瞬态热线法导热仪原理图（平行线法）[/color][/align][align=center]对于瞬态热线法导热系数测试仪器，目前国内外具有在高温条件下进行导热系数测试能力的设备有以下两家公司的设备，如图10和图11所示。[/align][align=center][img=10.美国TA公司热线法高温导热仪,690,555]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061736056747_5297_3384_3.jpg!w690x555.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图10 美国TA公司热线法高温导热仪[/color][/align][align=center][img=11.德国耐驰公司热线法高温导热仪,401,600]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061736304489_8933_3384_3.jpg!w401x600.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图11 德国Netzsch公司热线法高温导热仪[/color][/align][b][color=#ff0000]三、碳纤维隔热材料测试技术现状[/color][/b]从以上三类隔热材料测试方法和相关导热系数测试设备可以看出，商品化设备仅有德国耐驰的保护热板法和上海依阳的热流计法设备可以满足碳纤维隔热材料在惰性气体环境下的测试要求。国外对碳纤维隔热材料导热系数测试多为非标自制设备，文献和隔热材料厂家报道全部是热流计法和热线法设备。主要因为只有这两种方法可实现高温。除了上海依阳实业有限公司之外，还未见到国内其他机构具有碳纤维隔热材料导热系数测试设备，也未见到相应的测试结果文献报道。[b][color=#ff0000]四、碳纤维隔热保温材料导热系数的两种主要测试技术[/color][/b]从上述介绍可以看出，针对碳纤维隔热保温材料的导热系数测试，目前国内外只有稳态热流计法和瞬态热线法能实现高温条件下的测试。下面分别介绍这两种方法在导热系数具体测试中的特点。[b][color=#ff0000]4.1 稳态热流计法高温导热系数测试[/color][/b]这是一种国内外隔热材料高温导热系数测试的主流方法，除可实现高温外，主要特点是模拟实际隔热时的大温差环境，可测量复合材料构件，并可测试不同方向上的导热系数。可在真空和惰性气体控制气压环境下进行导热系数测试，美国NASA有过大量文献报道，技术非常成熟，几乎对所有航天用隔热材料都进行过测试评价。上海依阳也采用此技术，以满足国内航天高温隔热材料导热系数测试需求。国外碳纤维隔热材料生产厂家的柔性和刚性隔热毡产品资料中也能看出采用的是稳态热流计法。[b][color=#ff0000]4.2 瞬态热线法高温导热系数测试[/color][/b]在未出现稳态热流计法前，是隔热材料和碳纤维隔热材料的主流测试方法，以前多用于耐火材料导热系数测试中。热线法导热系数测试设备结构简单，较易实现高温测试。热线法导热系数测试设备特点之一是均温测试，得到的是真导热系数，而不是高温下具有大温差时辐射传热起主导作用的有效导热系数。但对于碳纤维隔热材料这种导电材料，要设法解决热线高温绝缘难题。同时整个测试过程十分漫长，需要整个样品温度恒定。[b][color=#ff0000]4.3 稳态热流计法与瞬态热线法测量结果的区别[/color][/b]稳态热流计法导热系数测试过程中，样品厚度方向上存在较大温差，在高温下会存在导热、对流和辐射传热等多种传热 形式，这时所测试得到的导热系数对应于等效导热系数。瞬态热线法导热系数测试过程中，被测样品温度均匀无温差，测试过程中只存在固体和气体导热传热形式， 这时所测试得到的导热系数对应于真导热系数。图12所示为两种不同低密度隔热材料中导热、对流和辐射传热时的相应导热系数随温度变化曲线，从曲线中可以明细看出，由于辐射传热的影响，会使得整体导热系数明细的增加。[align=center][img=,667,412]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061750302779_5461_3384_3.png!w667x412.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图12 固体、气体和辐射传热对应的导热系数分量随温度变化曲线[/color][/align]另外，对同一样品用热流计法测试得到的等效导热系数都比瞬态法热线法测试得到的真导热系数大，如图13所示。[align=center][img=13.等效导热系数与真导热系数对比,690,392]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061737172107_4763_3384_3.png!w690x392.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图13 有效导热系数与真导热系数对比[/color][/align][b][color=#ff0000]五、国外碳纤维隔热材料测试典型报道[/color][color=#ff0000]5.1 美国 NASA Langley Research Center 工作[/color][/b]美国 NASA Langley Research Center研制的热流计法高温导热系数测试系统技术指标如下：（1）被测对象：刚性和柔性片状材料；（2）样品热面温度最高：1800℉；（3）气压控制范围：0.0001 ~ 760 torr。美国 NASA Langley Research Center研制的热流计法高温导热系数测试系统结构如图14所示。[align=center][img=,537,374]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061754362037_9065_3384_3.png!w537x374.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图14 美国NASA和上海依阳稳态热流计法高温导热系数测试系统结构示意图[/color][/align]相关报道可参考以下文献：（1） Daryabeigi, Kamran. "Effective thermal conductivity of high temperature insulations for reusable launch vehicles." NASA/TM-1999-208972 (1999).（2） Daryabeigi, Kamran, George R. Cunnington, and Jeffrey R. Knutson. "Combined heat transfer in high-porosity high-temperature fibrous insulation: Theory and experimental validation." Journal of thermophysics and heat transfer 25, no. 4 (2011): 536-546.[color=#ff0000]5.2 日本 NIPPON CARBON 公司产品性能[/color]日本 NIPPON CARBON 公司的碳纤维隔热保温材料主要有GF-F软毡系列和FGL多层复合硬毡系列，如图15和图16所示。[align=center][img=15.GF-F软毡系列,345,290]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061738366157_2988_3384_3.png!w345x290.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图15 Soft Felt GF-F Series[/color][/align][align=center][img=16.FGL多层复合硬毡系列,315,250]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061738596568_157_3384_3.png!w315x250.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图16 Felt Laminated FGL Series[/color][/align]对于这两类碳纤维隔热保温材料，日本 NIPPON CARBON 公司在其官网分别给出了高温导热系数测试结果，如图17和图18所示。[align=center][img=17.日本碳公司软毡导热系数测试结果,599,515]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061739203059_8251_3384_3.png!w599x515.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图17 日本碳公司软毡高温导热系数测试结果[/color][/align][align=center][img=18.日本碳公司多层硬毡导热系数测试结果,576,510]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061739426081_5945_3384_3.png!w576x510.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图18 日本碳公司多层硬毡高温导热系数测试结果[/color][/align]从上述 NIPPON CARBON 公司给出的软毡和硬毡高温导热系数测试结果可以看出，导热系数测试是在20Pa的真空环境下进行，而且声明测试的是垂直于样品表面方向，这就代表了高温导热系数测试采用的稳态热流计法，因为只有稳态热流计法才有明确的方向性。[b][color=#ff0000]5.3 日本吴羽株式会社 KRECA FR石墨硬毡产品性能[/color][/b]日本吴羽株式会社的碳纤维隔热保温材料主要有KRECA FR石墨硬毡系列，如图19所示。[align=center][img=19.日本吴羽公司石墨硬毡,566,376]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061740320551_5825_3384_3.png!w566x376.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图19 日本吴羽株式会社的KRECA FR石墨硬毡系列[/color][/align]对于KRECA FR石墨硬毡系列，日本吴羽株式会社在其中文官网上颁布的高温导热系数测试结果如图20所示。[align=center][img=20.日本吴羽公司硬毡导热系数测试结果,499,477]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061740533317_6109_3384_3.png!w499x477.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图20.日本吴羽公司硬毡高温导热系数测试结果[/color][/align]从图20中可以看出，高温导热系数测试是在1.33Pa的真空环境下进行，样品厚度为50mm。尽管日本吴羽株式会社并未标注导热系数测试方法，但从样品厚度来判断应该是稳态热流计法，因为热线法导热系数测试中样品厚度较大。[b][color=#ff0000]5.4 美国 Carbon Composites公司产品导热性能[/color][/b]美国 Carbon Composites公司在其官网上颁布了其碳纤维隔热保温材料产品的高温导热系数在氩气和真空环境下的测量结果，如图21和图22所示。[align=center][img=,690,436]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061755145297_131_3384_3.png!w690x436.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图21 美国CCI公司碳纤维保温隔热材料产品导热性能对比-氩气气氛[/color][/align][align=center][img=,690,436]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061755269885_9003_3384_3.png!w690x436.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图22 美国CCI公司碳纤维保温隔热材料产品导热性能对比-真空环境[/color][/align]另外，从美国CCI公司官网的产品技术指标文件中，可以看到以上导热系数测量结果都有明显的导热系数方向性标识。尽管没有明确方向性标识，但只要是方向性标识就代表了采用的稳态热流计法。[b][color=#ff0000]5.5 瞬态热线法石墨毡高温导热系数测试文献报道[/color][/b]澳大利亚Chahine等人在2005年报道了采用瞬态热线法对石墨毡高温导热系数进行了测量：Chahine, Khaled, Mark Ballico, John Reizes, and Jafar Madadnia. "Thermal Conductivity of Graphite Felt at High Temperatures." In Australasian Heat & Mass Transfer Conference. Curtin University of Technology, 2005.文中报道了采用热线法对WDF级石墨毡导热系数进行的测试，石墨毡的密度为80 kg/m^3，石墨纤维直径在7.0 ~12.5 μm 范围，平均直径为10.5 ± 3.2 μm。测试分别在真空和氩气条件下进行，测量结果如图23所示。[align=center][img=,690,445]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061755436092_3412_3384_3.png!w690x445.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图23 瞬态热线法在不同气氛环境下测量石墨毡高温导热系数结果[/color][/align][b][color=#ff0000]六、上海依阳实业有限公司所做的工作[/color][color=#ff0000]6.1 测试仪器[/color][/b]针对碳纤维隔热保温材料，上海依阳实业有限公司采用自制的商品化热流计法高温导热仪（型号TC-HFM-1000）和瞬态平面热源法导热仪（型号TC-TPS 1010）分别进行了常温和高温下的导热系数测试，在国内首次得到了碳纤维隔热保温材料在不同真空度下室温～1000℃范围内的导热系数测试结果。瞬态平面热源法导热仪（型号TC-TPS 1010）以及样品安装如图24和图25所示，热流计法高温导热仪（型号TC-HFM-1000）和样品安装如图26和图27所示。[align=center][img=24.瞬态平面热源法导热仪,600,399]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061742257237_5181_3384_3.jpg!w600x399.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图24 上海依阳公司瞬态平面热源法导热仪[/color][/align][align=center][color=#ff0000][img=25.瞬态平面热源法导热仪样品安装,690,196]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061742566835_5032_3384_3.jpg!w690x196.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图25 瞬态平面热源法导热仪测试样品安装[/color][/align][align=center][img=26.上海依阳公司热流计法高温导热仪,690,535]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061743276756_2316_3384_3.jpg!w690x535.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图26 上海依阳公司真空型热流计法高温导热仪[/color][/align][align=center][img=27.热流计法高温导热仪试样安装,690,425]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061743534172_2846_3384_3.jpg!w690x425.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图27 热流计法高温导热仪样品安装[/color][/align][b][color=#ff0000]6.2 真空型温热流计法高温导热仪技术指标[/color][/b](1) 被测对象：刚性和柔性片状材料；(2) 温度范围：100℃～1000℃（最高1500℃） ；(3) 气压范围：10 Pa ~ 1 atm；(4) 导热系数测试范围：5 W/mK；(5) 试样尺寸：正方形 300 × 300 mm；(6) 试样厚度范围：10 ~ 100 mm；(7) 温度测量精度：±1%；(8) 气压测量精度：±1%；(9) 导热系数测量精度：±5%。[b][color=#ff0000]6.3 碳纤维隔热保温材料样品（石墨硬毡）[/color][/b]对国内厂家提供的碳纤维隔热保温材料样品（石墨硬毡）进行导热系数测试，厂家提供了两种尺寸规格但相同材料的石墨硬毡样品分别用于瞬态平面热源法和稳态热流计法测试，材料密度为156 kg/m^3。其中一种样品规格为50mm×50mm×40mm，如图28所示；另一种样品规格为310mm×310mm×44.5mm，如图29所示。[align=center][img=28.平面热源法测试试样,690,391]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061744214427_5030_3384_3.jpg!w690x391.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图28 石墨硬毡样品 50mm×50mm×40mm[/color][/align][align=center][img=29.四川创越炭材料公司石墨硬毡大样品,690,446]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061744478427_2043_3384_3.jpg!w690x446.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图29 石墨硬毡样品 310mm×310mm×44.5mm[/color][/align][b][color=#ff0000]6.4 常温常压大气环境下瞬态平面热源法导热系数测试结果[/color][/b]采用瞬态平面热源法导热仪对石墨硬毡样品在常温常压大气环境下进行了15次的导热系数重复测量，测试结果如图30所示，导热系数测量平均值为0.112±0.002 W/mK。[align=center][img=,690,401]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061756110777_6506_3384_3.png!w690x401.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图30 瞬态平面热源法常温常压下石墨硬毡导热系数多次测量结果[/color][/align][b][color=#ff0000]6.5 常压氮气环境下采用热流计法导热仪测量石墨硬毡高温导热系数结果[/color][/b]针对碳纤维隔热保温材料的高温导热系数测量，首先在常压惰性气体（氮气）环境下进行了不同温度点下的高温导热系数测量，不同温度下导热系数测量数值如图31所示，用横坐标为样品热面温度、纵坐标为有效导热系数的图形表示如图32所示。[align=center][img=31.热流计法高温导热系数测量数值,690,250]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061745380347_78_3384_3.png!w690x250.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图31 石墨硬毡样品测试参数和结果数值[/color][/align][align=center][img=32.热流计法高温导热系数测量结果曲线,690,388]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061745567597_5912_3384_3.png!w690x388.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图32 石墨硬毡有效导热系数随样品热面温度变化测量结果和拟合曲线[/color][/align]从图31所示的测量结果可以看出，拟合曲线为一条三次多项式公式，随着热面温度的增大曲线向上弯曲，这说明随着温度的升高，辐射传热的作用变得更加明显。[b][color=#ff0000]6.6 不同氮气气压（真空度）下采用热流计法导热仪测量石墨硬毡高温导热系数结果[/color][/b]为了测量不同氮气气压（真空度）下石墨硬毡样品的高温导热系数，分别将样品热面温度控制在200、600和1000℃，如图33所示。在每个热面温度恒定控制过程中，再分别控制氮气气压（真空度）的变化，真空度设定值分别为10、100、1000、5000和10000Pa，由此测量不同温度下和不同真空度下的有效导热系数，有效导热系数测量结果数值如图34所示。[align=center][img=,690,371]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061756353244_4739_3384_3.png!w690x371.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图33 变真空测试过程中的样品热面温度变化曲线[/color][/align][align=center][img=,690,401]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061756457394_5389_3384_3.png!w690x401.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图34 石墨硬毡在不同温度和不同真空度下的有效导热系数测量结果数值[/color][/align]将图34得到的有效导热系数测量结果数值绘制成图形，如图35所示。从图中可以看出，在每个恒定温度下，有效导热系数都会随着气压的增大而增大，并在接近常压时导热系数变化趋于稳定，这完全符合低密度隔热材料导热系数随气压增大的变化规律。[align=center][img=,690,383]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061757054144_6566_3384_3.png!w690x383.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图35 不同温度下石墨硬毡导热系数随真空度变化测量结果[/color][/align]通过以上采用上海依阳实业有限公司的导热系数测试设备进行的石墨硬毡高温变真空条件下的测试，首次在国内得到了石墨硬毡完整的隔热性能测试评价结果，这将有助于碳纤维隔热保温材料的研究、生产、质量控制和性能评价等方面的需要。[b][color=#ff0000]七、稳态热流计法法导热系数测试更高温度（1500℃）测试系统方案[/color][/b]上海依阳实业有限公司现有测试设备已经证明完全可以满足1000℃以下碳纤维隔热材料的导热系数测试，若需要将测试温度提升到1500℃，需要进行以下改动，但不存在技术难度。(1) 更换加热方式，将金属发热体更换为石墨或碳/碳材料发热体，采用更大功率的低压大电流直流电源；(2) 碳纤维隔热材料导热系数一般偏高，样品冷面温度控制需更换为更大制冷功率的高精度冷却循环系统。(3) 温度测量采用更高使用温度的 S 型热电偶；(4) 加厚高温热防护装置以保证最高运行温度下的安全性；(5) 真空抽取根据真空度要求配备相应的真空系统。[align=center][img=,573,573]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803061757151027_2570_3384_3.png!w573x573.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align]

  • 纺织纤维材料的鉴别方法

    找到一些资料，关于纺织纤维材料的鉴别方法的，大家可以看下，了解的可以给解释一下。　　1、手感目测法　　2、燃烧法　　3、显微镜观察法　　4、化学溶解法　　5、药品着色法　　6、熔点测定法　　7、系统鉴别法　　8、其它方法：如密度梯度法、荧光法、红外光谱法等

  • 【求助】纳米碳纤维的xps实验

    各位老师和朋友，小虫子我明天去参加学校（日本信州大学）的xps的实验的学习。但是我刚来日本没几个月，还基本大会讲日语，多亏了我们的论坛和朱永法老师的“纳米材料的表征与测试技术”一书，我才对xps所有了解。我明天带的样品是 纳米碳纤维 和 酸化纳米碳纤维（可能有羧基）。我的目的是要证明酸化酸化纳米碳纤维有羧基。想请教大家的问题如下：1.在做粉末状样品的实验时，应该注意一些什么问题2.在拟和处理时，碳和氧能拟合出几个峰及其位置先谢谢大家哈[em04]

  • 纤维之二------无机纤维之一碳纤维

    纤维之二------无机纤维之一碳纤维

    1、以无机矿物质为原料制成的纤维称为无机纤维。其主要品种有碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维及硼纤维等。2、碳纤维的分类 目前，国内外商品化的碳纤维种类很多，一般可以根据原丝的类型、碳纤维的性能和用途进行分类，如下图。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/05/201505191022_546649_2974654_3.jpg3、碳纤维的制备碳纤维的一般制造过程如下：首先将原料纺制成纤维，然后在空气中加热至200-300℃氧化，此时，以PAN为原料的可以得到难燃纤维，一沥青为原料的可以得到不溶纤维。然后再在惰性气体中于1000-1800℃处理，使纤维素碳化，得到碳纤维。再经更高温度2000-3000℃处理，则变成石墨纤维。现在，碳纤维的主要原料是聚丙烯腈和沥青。

  • 【分享】碳纤维建材对抗龙卷风 柔韧性让混凝土无法匹敌

    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”。（科技日报）

  • 【求助】请帮忙找JIS K7071~K7091碳纤维检验方法标准

    希望有人能帮忙找到以下标准,感谢!!有中文版更好JIS K7071-1988 预浸碳纤维及环氯树脂试验方法 JIS K7072-1991 碳素纤维增强塑料板试样的制备 JIS K7073-1988 碳纤维增强塑料拉伸特性的试验方法 JIS K7074-1988 碳纤维增强塑料拉力试验方法 JIS K7075-1991 碳纤维增强塑料的碳纤维含量及空隙量的测试方法 JIS K7076-1991 碳素纤维增强塑料的压缩性试验方法 JIS K7077-1991 碳纤维增强塑料的摆式冲击强度的试验方法 JIS K7078-1991 碳素纤维增强塑料层间剪切强度的试验方法 JIS K7079-1991 加减45度拉伸法和双轨法测定碳纤维增强塑料面内剪切性能的试验方法 JIS K7080-1991 碳素纤维增强塑料支承强度试验方法 JIS K7081-1993 碳纤维增强塑料暴露在自然气候下的试验方法 JIS K7082-1993 碳纤维加强的塑料完全反向弯曲疲劳的试验方法 JIS K7083-1993 碳纤维增强塑料的定载振幅双向拉伸疲劳的试验方法 JIS K7084-1993 碳纤维加强的塑料通过三点仪弯曲冲击试验其冲击特性的试验方法 JIS K7085-1993 碳纤维增强塑料的多轴向冲击特性的试验方法 JIS K7086-1993 碳纤维加强的塑料的层间断裂强度的试验方法 JIS K7087-1996 碳纤维增强塑料的抗拉蠕变试验方法 JIS K7088-1996 碳纤维增强塑料的弯曲蠕变试验方法 JIS K7089-1996 碳纤维增强塑料冲击后的压缩试验方法 JIS K7090-1996 碳纤维增强塑料板的超音波脉冲回波技术试验方法 JIS K7091-1996 碳纤维增强塑料板的射线照相试验方法

  • 别具特征的碳纤维复合资料

    如何进步复合资料的强度始终是科技任务者尽力探究的方向。在复合资料大家族中，纤维加强资料始终是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维加强的复合资料相继研制胜利，性能始终得到改良，使复合资料范畴浮现出一派勃勃生气。上面让咱们来理解一下别具特征的碳纤维复合资料。　　碳纤维重要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随品种不同而异，个别在90％以上。碳纤维具备个别碳素资料的特征，如耐低温、耐磨擦、导电、导热及耐侵蚀等，但与个别碳素资料不同的是，其形状有明显的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向体现出很高的强度。碳纤维比重小，因而有很高的比强度。　　碳纤维是由含碳量较高，在热解决历程中不熔融的天然化学纤维，经热稳固氧化解决、碳化解决及石墨化等工艺制成的。　　碳纤维的重要用处是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成构造资料。碳纤维加强环氧树脂复合资料，其比强度、比模量综合指标，在现有构造资料中是最高的。在强度、刚度、分量、疲惫特征等有严厉请求的范畴，在请求低温、化学稳固性高的场所，碳纤维复合资料都颇具劣势。　　碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技巧的须要而发生的，如今还普遍运用于体育器械、纺织、化工机械及医学范畴。随着尖端技巧对新资料技巧性能的请求日益刻薄，匆匆使科技任务者始终尽力钻研，碳纤维的性能也始终完美和进步。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继涌现，这在技巧上是又一次飞跃，同时也标记着碳纤维的钻研和消费已进入一个高等阶段。　　由碳纤维和环氧树脂联合而成的复合资料，因为其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天资料。因为航天航行器的分量每增加1公斤，就可使运载火箭加重500公斤。同样，飞机分量的加重也能够节俭油耗，进步航速。所以，在航空航天工业中争相采取先进复合资料。有一种垂直起落战争机，它所用的碳纤维复合资料已占全机分量的1÷4，占机翼分量的1÷3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推动器的症结部件棗喷嘴以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合资料制成的。

  • TEM观察碳纤维

    请问论坛里有人用TEM看过碳纤维吗？能不能大家分享一下经验。

  • 碳纤维 热重

    问下老师，我们之前 都是 做的 金属 dsc，这次 有个样品 是 碳纤维 热重，烧到800°。因为师兄只教了金属dsc，他也只会这一块，所以 我想问下，这个热重操作 和 金属 dsc 是不是一样的，气流大小有没有不一样的，因为担心 污染机子之类的。mettler tga/dsc1 ，氧化铝干锅谢谢

  • 碳纤维的TEM样品

    想做碳纤维的TEM样品，之前用研磨的方法制成了粉末做的检测，效果不是很理想，而且不均匀。有师兄说有一种胶可以把样品固定然后减薄，在透射电镜下能看，但具体不太懂。谁知道可以指导下？不知大神们有什么方法可以建议下，我尽量去试试。多谢了

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