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”
怎样进行碳纤维树脂基复合材料SEM观察？
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。
[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]
在哪里能买到碳纤维复合材料模压工艺类的书籍啊 ！搜了好多地方都搜不到到！好 郁闷！
碳纤维增强塑料纤维体积含量实验——图片有吗？正在做这一块，谢谢。
如题，求碳纤维增强塑料树脂含量试验方法，不知道有没有国标？
根据TEM观察的经验，虽然颗粒增强金属基复合材料性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率、弹性模量）有较大的差异，但是从各种试样的TEM照片（主要观察复合材料颗粒/基体的界面）来看，界面组织并没有多大不同。说明：复合材料成分相同，采用同一制备工艺/热处理工艺，但性能存在差别。我们想分析性能差别的原因。透射电镜分析看不出组织有多大差异。由于我们的复合材料采用粉末冶金法制备，界面比较干净、平直。我们认为界面结合状况是影响复合材料性能的最关键因素。大家说说，对于颗粒增强金属基复合材料，到底怎样进行TEM观察？
材料为SiC颗粒与6066铝粉混合经粉末冶金工艺(冷等静压、包套抽真空、热挤压、热处理等工序)制成。 透射电镜观察的样品处理：从样品中采取线切割得到0.5mm左右的薄片，在砂纸上手工磨到0.2mm,然后用磨凹仪继续减薄，最后到离子薄化仪上减薄穿孔。 存在的问题：透射电镜下观察，部分SiC颗粒周围存在孔隙。这种孔隙可能有两种来源：一是材料制备时本身存在的孔隙；一是离子薄化可能造成的。现难以区分造成孔隙的原因，这对判断复合材料的界面结合情况不利。 问题：对于颗粒增强铝基复合材料透射电镜样品的制备，除了采取离子薄化这种方法之外，有无其他方法制备？ 请相关方面的专家帮忙给与解答。非常感谢！欢迎大家在此讨论颗粒增强铝基复合材料金相试样、透射试样制备的讨论。
[color=#00008B] 复合材料力学是固体力学的一个新兴分支，它研究由两种或多种不同性能的材料，在宏观尺度上组成的多相固体材料，即复合材料的力学问题。复合材料具有明显的非均匀性和各向异性性质，这是复合材料力学的重要特点。 复合材料由增强物和基体组成，增强物起着承受载荷的主要作用，其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种；基体起着粘结、支持、保护增强物和传递应力的作用，常采用橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等。 近代复合材料最重要的有两类：一类是纤维增强复合材料，主要是长纤维铺层复合材料，如玻璃钢；另一类是粒子增强复合材料，如建筑工程中广泛应用的混凝上。纤维增强复合材料是一种高功能材料，它在力学性能、物理性能和化学性能等方面都明显优于单一材料。 发展纤维增强复合材料是当前国际上极为重视的科学技术问题。现今在军用方面，飞机、火箭、导弹、人造卫星、舰艇、坦克、常规武器装备等，都已采用纤维增强复合材料；在民用方面，运输工具、建筑结构、机器和仪表部件、化工管道和容器、电子和核能工程结构，以至人体工程、医疗器械和体育用品等也逐渐开始使用这种复合材料。[/color]
GBT 32496-2016 金属基复合材料增强体体积含量试验方法 图像分析法http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610110849_613731_1779312_3.jpg
芳纶纤维布怎么裁剪的啊？用剪刀根本剪不动，还有其预混料模压的成型压力怎样选定啊？大家进来一起讨论下吧~
我是做复合材料的研究的，主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能？往各位能指点迷津！谢谢！
请问如何测定碳化硅颗粒增强铝基复合材料的弹性模量，哪儿可以代测？备注 试样的尺寸为：直径5mm,长50mm左右。另外该试样的密度只有3g/cm3左右。
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！！！
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
各位老师，有没有碳纤维行业的检测中心管理制度可以分享一下，包括从原料到出厂，树脂，预浸料，复合材料，碳纤维检测等的制度
[b]职位名称：[/b]增强材料检验检测工程师[b]职位描述/要求：[/b]1、依据国际标准、国家标准、行业标准等碳纤维、玻璃纤维等增强材料的性能检测；2、对检测数据进行计算、分析，出具检测报告；3、具有细致、严谨、稳重、踏实的工作作风；4、具备较强的动手能力；5、擅长PPT制作。[b]公司介绍：[/b] 南京玻璃纤维研究设计院质检中心是南京玻璃纤维研究设计院有限公司的下属单位，是非法人的第三方检测机构。中心拥有国家玻璃纤维产品质量监督检验中心、国家建筑材料工业玻璃纤维矿物棉节能服务中心、江苏省产品质量监督玻璃纤维及绝热材料产品质量检验站等多个机构。中心成立于1988年，是第一批授权的国家质检中心，承担国家和省级产品质量监督抽查、质量仲裁检验、社会委托检验等，实验室建筑面积5000多平米，检...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/64549]查看全部[/url]
因碳纤维PA66增强塑料中含有炭黑，要求有法定检测资质的检测机构能够出具一份检测报告，能检测碳纤维PA66增强塑料粒子中含有PA66及碳纤维含量。联系电话：13002639678，联系人宋先生。
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。
恒温恒湿试验箱作为一款常见的温湿度试验设备，在汽车电子、复合材料模拟潮湿大气环境老化方面应用十分广泛。 在恒温恒湿试验箱模拟试验中，潮湿环境引起复合材料的破坏机理已研究较为清楚。现以水分向碳纤维环氧树脂层合板的扩散为例，说明潮湿大气环境对复合材料的老化机理。 复合材料中的树脂，其平衡吸收量取决于环境中的相对湿度和温度。吸水速度大小由湿度、温度和树脂的扩散速度决定。树脂溶胀由含水分量来决定，但又部分地受纤维制约。制约程度取决于纤维的几何条件和体积分数。在非平衡体系中，树脂中的水的含量不均，水浓度梯度会引起材料的应力应变呈梯度分布，即使水分含量均匀，层合板中相邻层间的溶胀性能差异也会导致内应力的产生。 水分能使环氧树脂柔性增加，其弹性模量降低。基体模量的变化对材料纵向拉伸强度和模量几乎没有影响，但由于树脂含量较大，基体膜量的改变对纵向压缩强度和层间及层内剪切性能有较大影响。研究表明，水引起的环氧树脂模量降低是可逆的。当外界环境改变以及水分扩散出去后，树脂的膜量几乎可恢复到原值。但是，对许多吸水的过程来说，水引起的性质改变又是不可逆的。不可逆的变化会导致材料物理和力学性能的明显降低，而同时恒温恒湿试验箱来模拟潮湿大气环境可检测出才材料的抗老化性能。
超高分子量聚乙烯纤维，是位于碳纤维、硼纤维、芳纶纤维之后的第四种高强纤维。具有高强、高模、耐化学性、耐光性，同时还耐湿、耐冲击、抗切割，它的生物相容性好，并且在所有高强高模纤维中密度最小，因此质轻而坚韧。 俄罗斯“合成纤维科学研究院及实验工厂”，（即原全苏合成纤维科学研究院，建于1956年），与俄其他企业合作，首次完成了俄产超高分子量聚乙烯纤维的全部生产工艺，从纤维合成、催化剂，到制取高强高模丝、及其复合材料，这是俄第一个超高分子聚乙烯科研项目，采用凝胶纺丝––超拉伸法，年产量25吨。 俄产超高分子量聚乙烯纤维，有种型号，它们的技术指标：ЛЭ–1型丝拉伸强力270-280cN/tex，弹性模数9000-9500 cN/tex。ЛЭ–2型丝拉伸强力350-370 cN/tex，弹性模数13000-13500 cN/tex。主要用于制造防弹软甲、防弹头盔、防弹装甲、超强缆强、航天降落伞绳索、以及复合材料的增强等。ЛЭ–1型丝织成织物用于增强复合材料，其主要性能指标，超过俄产芳纶PycaP织物增强的复合材料，其中弯曲时断裂应力，提高35%，ЛЭ–2型则有望提高更多。 俄产超高分子量聚乙烯纤维在2011年工业化生产初具规模，计划2015年完成商业化运作，并形成年产120吨规模。两种型号的丝，价格均低于俄产芳纶PycaP，比俄产聚丙烯腈基碳纤维的价格低三分之一至四分之一。
非金属材料是指除金属以外的其他一切材料，非金属材料具有优良的耐腐蚀性能，原料来源丰富，品种多样，适合于因地制宜，就地取材，是一种有着广阔发展的工程材料。非金属材料分为无机非金属材料、有机非金属材料及复合材料。无机非金属材料主要有陶瓷、搪瓷、岩石、玻璃等，有机非金属材料主要有橡胶、塑料、涂料等，复合材料主要有玻璃钢、不透性石墨等。一、橡胶橡胶在很宽的温度范围内具有极好的弹性有高的拉伸强度和疲劳强度，并且具有不透水、不透气、耐酸碱和电绝缘等性能。良好的性能，使其得到了广泛的应用。(一)橡胶的组成橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。生胶是指无配合剂、未经硫化的天然或合成橡胶。生胶具有很高的弹性，但强度低，易产生变形；稳定性差，如会发黏、变硬、溶于某些溶剂等。配合剂用来改善橡胶的各种性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂等。硫化剂用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结构，从而使生胶变成具有一定强度、韧性、高弹性的硫化胶。硫化促进剂作用是缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。活化剂用来提高促进剂的作用。填充剂用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。增塑剂用来增加橡胶的塑性和柔韧性。防老化剂用来防止或延缓橡胶老化，主要有胺类和酚类等防老化剂。增强材料主要有纤维织品、钢丝加工制成的帘布、丝绳、针织品等类型，以增加橡胶制品的强度。(二)常用橡胶材料橡胶根据原材料的来源可分为天然橡胶和合成橡胶。1.天然橡胶天然橡胶由橡胶树上流出的乳胶提炼而成。天然橡胶具有较好的综合性能，弹性高。有良好的耐磨性、耐寒性和工艺性能，电绝缘性好，价格低廉。但耐热性差，不耐臭氧，易老化，不耐油。天然橡胶广泛用于制造轮胎、输送带、减振制品、胶管、胶鞋及其他通用制品。2.合成橡胶(1)丁苯橡胶 丁苯橡胶是应用广、产量最大的一种合成橡胶。它由丁二烯和苯乙烯共聚而成，其性能主要受苯乙烯的含量影响，随着苯乙烯含量的增加，橡胶的耐磨性、硬度增大而弹性下降。丁苯橡胶比天然橡胶质地均匀，耐磨性、耐热性和耐老化性好。主要用于制造轮胎、胶板、胶布、胶鞋及其他通用制品，不适用于制造高速轮胎。(2)丁基橡胶 丁基橡胶由异丁烯和少量异戊二烯低温共聚而成。其气密性极好，耐老化性、耐热性和电绝缘性较高，耐水性好，耐酸碱、有很好的抗多次重复弯曲的性能。但强度低，易燃 不耐油。对烃类溶剂的抵抗力差。主要用于制造内胎、外胎以及化工衬里、绝缘材料、防震动与防撞击材料等。(3)氯丁橡胶 氯丁橡胶由氯丁二烯以乳液聚合法而成。其物理、力学性能良好，耐油、耐溶剂性和耐老化性、耐燃性良好，电绝缘性差。主要用于制造电缆护套、胶管带、胶黏剂及一般橡胶制品。二、塑料塑料密度小，耐腐蚀，有着良好的电绝缘性、耐磨和减摩性、消声和隔热性、加工性等。但强度、硬度低，耐热性差，受热易变形、易老化、易蠕变等。(一)塑料的组成塑料是以树脂为主要成分，添加能改善性能的填充剂、增塑剂、稳定剂、固化剂、润滑剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化刑等制成的。树脂是相对分子质量不固定的，在常温下呈固态、半固态或流动态的有机物质，在塑料中起胶黏各组分的作用，占塑料的40％-100％，如聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚酰胺、酚醛树脂等，大多数塑料以所用树脂命名。填充剂主要起增强作用，可以使塑料具有所要求的性能。增塑剂用来增加树脂的塑性和柔韧性。稳定剂包括热稳定刑和光稳定剂，可提高树脂在受热、光、氧作用时的稳定性。润滑剂用来防止塑料黏着在模具或其他设备上。固化剂能将高分子化合物由线型结构转变为交联体型结构的物质。发泡剂是受热时会分解，放出气体的有机化合物，用于制备泡沫塑料等。(二)常用塑料塑料按受热时的性质可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料受热时软化或熔融，冷却后硬化，并可反复多次进行。它包括乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚四氟乙烯等。热固性塑料在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂等。塑料按功能和用途可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料是指产量大、用途广、价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，产量占塑料总产量的75％以上。工程塑料是指具有较高性能，能替代金属用于制造机械零件和工程构件的塑料。主要有聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。特种塑料是指具有特殊性能的塑料，如导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。三、陶瓷传统的陶瓷材料是黏土、石英、长石等硅酸盐类材料，而现代陶瓷材料是无机非金属材料的统称。按原料可分为普通陶瓷(硅酸盐材料)和特种陶瓷(人工合成材料)。按用途可分为日用陶瓷、结构陶瓷和功能陶瓷等。拉性能可分为高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷等。陶瓷材料具有极高的硬度、优良的耐磨性，弹性模量高、刚度大，抗拉强度很低但抗压强度很高，塑性、韧性低，脆性大，在室温下几乎没有塑性，难以进行塑性加工。陶瓷的熔点很高，大多在2000℃以上，因此具有很高的耐热性能；线胀系数小，导热性差。陶瓷的化学稳定性高，抗氧化性优良，对酸、碱、盐具有良好的耐腐蚀性。大多数陶瓷具有高电阻率，少数陶瓷具有半导体性质。许多陶瓷具有特殊的性能，如光学性能、电磁性能等。四、复合材料由两种或两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到的一种多相固体材料称为复合材料。复合材料不仅具有各组成材料的优点，而且还具有单一材料无法具备的优越的综合性能。故而复合材料发展迅速，在各个领域得到了广泛应用。(一)复合材料的分类和性能复合材料是由两种或两种以上的物质组成的，通常分成两个基本组成相；一是连续相，称为基体相，主要起粘接和固定作用；另一相是分散相，称为增强相，主要起承受载荷作用。复合材料按基体材料可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等；按增强材料的类型和形态可分为纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、叠层复合材料、骨架复合材料、涂层复合材料等。复合材料具有高的比强度、比模量(弹性模量与密度之比)和疲劳强度性能好，断裂安全性高，抗冲击性差，横向强度较低。(二)常用复合材料1.树脂基复合材料树脂基复合材料是将树脂浸到纤维和纤维织物上固化而制成。在成型模具上涂树脂、铺织物，然后固化而成。(1)玻璃纤维增强塑料 又称为玻璃钢，基体相为树脂，分散相为玻璃纤维。根据树脂的性质可分为热固性玻璃钢和热塑性玻璃钢。热固性玻璃钢密度小、强度高、耐蚀性好、绝缘好、绝热性好、吸水性低、防磁、弹性模量低、刚度差、耐热性低。热塑性玻璃钢强度比热固性玻璃低，但韧性、低温性能良好，线胀系数低。玻璃钢主要用于制造仪表盘、耐酸碱油的容器、管道，冷却塔等。（2）碳纤维增强塑料 基体相为树脂，分散相为碳纤维。碳纤维增强塑料密度小，比强度、比模量高，抗疲劳性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性优良，垂直纤维方向的强度、刚度低。在化工行业主要用于容器、管道。（3）石棉纤维增强塑料 基体材料主要有酚醛、尼龙、聚丙烯树脂等，分散相为石棉纤维。化学稳定好和电绝缘性良好，主要用于汽车制动件、阀门、导管、密封件、化工耐蚀件、隔热件、电绝缘件、耐热件等。2.金属基复合材料金属基复合材料是将金属与增强材料利用一定的工艺均匀混合在一起而制成，基体相为金属。常用的基体金属有铝、钛、镁等；常用的纤维增强材料有硼纤维、碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等，颗粒增强材料 有碳化硅、氧化铝、碳化钛等。金属基复合材料具有高的强度、弹性模量、耐磨性、冲击韧性，好的耐热性、导热性、导电性，不易燃，不吸潮，尺寸稳定，不老化等优点，大大扩展了金属材料的应用范围。但密度较大，成本较高，有的材料工艺复杂。3.陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是将陶瓷与增强材料利用一定的工艺均匀混合在一起而制成，基体相为陶瓷，常用的增强材料有氧化铝、碳化硅、金属等。陶瓷具有耐高温、耐磨、耐蚀、高抗压强度和弹性模量等优点，但脆性大、抗弯强度低。但陶瓷基复合材料的韧性、抗弯强度都大大提高。
有谁对导电碳纤维材料熟悉？能否介绍一下。
[align=left][b][color=#339999]摘要：碳纤维单丝热膨胀系数是碳纤维复合材料设计、生产与可靠性和寿命评估的重要参数，本文针对单丝径向高温热膨胀系数测试这一难题提出了相应的解决方案。解决方案的核心内容是基于激光衍射法和高温辐射加热，并采用衍射轮廓拟合技术以及相应的校准、真空温度控制等技术，可实现几个纳米的测量分辨率。此解决方案不仅可以测量各种粗细单丝的直径及其热膨胀，还可以拓展应用于细丝的直径分布、截面形状和径向热膨胀测量。[/color][/b][/align][align=center][size=16px] [img=碳纤维单丝径向高温热膨胀系数激光衍射法测试解决方案,600,360]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300838571272_2512_3221506_3.jpg!w690x414.jpg[/img]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 随着碳纤维增强复合材料应用的扩大，其设计也变得越来越精密。温度变化引起的热应力是复合材料设计中需要考虑的重要因素之一，而碳纤维的热膨胀系数是控制热应力的基本物理性能值。另外，碳纤维的热膨胀系数不仅是复合材料设计中的重要参数，也是预测制造工艺、可靠性和寿命的重要参数。[/size][size=16px] 由于碳纤维一般具有很强的方向性，其热膨胀系数主要包括轴向和径向热膨胀系数。本文将针对1~10微米直径的碳纤维单丝，提出径向热膨胀系数测试方法，特别是提出高温下径向热膨胀系数测试的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 激光衍射法测量原理[/b][/color][/size][size=16px] 在假设碳纤维单丝是直径均匀、截面积形状为圆形细丝的前提下，按照热膨胀系数的定义，碳纤维单丝高温热膨胀系数的测试可以归结为不同温度下单丝直径的测量问题，具体测试涉及到单丝温度和单丝直径的精确测量。[/size][size=16px] 对于微小细丝直径的测量，只能选择非接触光学测量方法。可选择的测试方法主要有显微镜观测法、光学投影法和激光衍射法，但由于碳纤维测试需要涉及到高温和真空环境，显微镜直接观察方法很难实现较高温度，而投影法则是无法达到纳米量级的测量精度，因此本项目将选择激光衍射法，以实现纳米精度的单丝直径测量。[/size][size=16px] 激光衍射测量原理如图1所示。单色激光垂直照射被测细丝后在焦平面上形成衍射图形，通过对图形参数等的测量，可准确测得细丝直径。[/size][align=center][size=16px][img=01.激光衍射线径测量原理图,550,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841272151_4630_3221506_3.jpg!w690x413.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 激光衍射法细丝直径测量原理图[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]3. 细丝径向热膨胀测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 基于激光衍射法的细丝径向高温热膨胀系数测量装置结构如图2所示。整个测量装置包括水冷真空系统、样品装置、温控加热装置和激光衍射测量装置四部分。[/size][align=center][size=16px][img=02.单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图,500,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841487917_7673_3221506_3.jpg!w690x625.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b]（1）水冷真空系统[/b][/color][/size][size=16px] 真空系统由水冷真空腔体内、真空泵和真空度控制系统构成。在整个高温测试过程中，需要对真空腔体抽真空，以便在整个高温测试过程中形成真空环境避免碳纤维细丝样品的氧化或烧断。真空腔体壁内通循环冷却水以对内部高温形成热防护。同时还需对循环冷却水温度和腔体内部真空度进行精密恒定控制，使得腔体温度和内部真空度所引起的腔体变形和光学窗口倾斜始终保持恒定和可重复。[/size][size=16px][color=#339999][b]（2）样品装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用悬空水平方式固定被测细丝碳纤维样品，细丝样品一端采用螺接压紧方式固定，另一端经过滑动装置采用砝码拉近，通过砝码重量提供的微小张力始终使细丝样品处于水平拉直状态。对于不同强度和粗细的碳纤维细丝，可通过更换砝码来提供不同的拉紧张力。[/size][size=16px][color=#339999][b]（3）温控加热装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用细管加热炉对整个样品进行辐射加热，测试过程中的温度变化按照步进台阶式形式变化，在每个设定点温度恒定后再进行激光衍射测量。这种加热方式的优点是用加热炉内的温度代替被测样品温度，由此可避免对细丝样品温度进行直接测量的困难性。[/size][size=16px][color=#339999][b]（4）激光衍射测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 激光衍射测量装置主要由激光源、衍射图像传感器和计算机图像分析系统组成。激光源和图像传感器分别水平布置在真空腔体的两侧，激光束垂直照射在被测细丝上，所形成的衍射图像由传感器接收。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 衍射轮廓的高精度测量[/b][/color][/size][size=16px] 细丝直径测量中采用激光衍射装置和图像传感器获得的衍射轮廓如图3所示。纤维直径根据测量衍射轮廓的第一个暗条纹之间距离，并由衍射公式计算获得。但如果直接采用图像传感器的固有位置分辨率，则只能获得10nm左右的直径测量分辨率，这显然无法获得足够高的直径变化检测精度。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.图像传感器衍射轮廓示意图,550,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300842072248_1383_3221506_3.jpg!w690x505.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 图像传感器衍射轮廓示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 为进一步提高细丝直径测量的分辨率，本文提出了以下几方面具体措施：[/size][size=16px] （1）对图3所示的衍射轮廓进行细分，具体细分技术是对衍射轮廓曲线进行参数拟合，拟合中需考虑衍射光以及背景光强度，如光学元件和窗口的散射光以及样品在高温下发出的光。[/size][size=16px] （2）采用已知直径的细丝对成像物镜的焦距进行高精度标定，减小系统误差。[/size][size=16px] （3）在CCD 前增加滤光片，在成像物镜前增加一平行于衍射方向的长条状光阑。[/size][size=16px] 通过上述措施，可将激光衍射法细丝直径测量的分辨率提高到几个纳米范围内。[/size][size=18px][color=#339999][b]5. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文所述解决方案，除了可以实现1~10微米量级粗细的碳纤维单丝直径和热膨胀系数测试之外，还具备以下几方面的测试能力：[/size][size=16px] （1）本文所述解决方案在设计的同时，还同时考虑了碳纤维轴向方向上热膨胀系数测试功能的实现，即采用激光干涉法测试细丝样品在轴向方向上收缩和膨胀过程中的位移变化。在真空腔体形状和空间尺寸上都考虑了激光干涉法位移测量装置的布置，采用相同的加热和测温装置也可提供碳纤维细丝轴向热膨胀所需的温度变化和测量。[/size][size=16px] （2）由于具有几个纳米的超高分辨率，通过增加扫描装置，此解决方案可以用于碳纤维单丝外径分布和外径形状的测量。[/size][size=16px] （3）为各种粗细的线状材料外径测量提供了一种高精度的激光衍射测量方法，非接触光学测试方法和高温加热能力，也可推广应用到低温范围内的测试应用。[/size][align=center][color=#339999][b][/b][/color][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[color=#00008B]同常规材料的力学理论相比，复合材料力学涉及的范围更广，研究的课题更多。 首先，常规材料存在的力学问题，如结构在外力作用下的强度、刚度，稳定性和振动等问题，在复合材料中依然存在，但由于复合材料有不均匀和各向异性的特点，以及由于材料几何(各材料的形状、分布、含量)和铺层几何(各单层的厚度、铺层方向、铺层顺序)等方面可变因素的增多，上述力学问题在复合材料力学中都必须重新研究，以确定那些适用于常规材料的力学理论、方法、方程、公式等是否仍适用于复合材料，如果不适用，应怎样修正。 其次，复合材料中还有许多常规材料中不存在的力学问题，如层间应力(层间正应力和剪应力耦合会引起复杂的断裂和脱层现象)、边界效应以及纤维脱胶、纤维断裂、基体开裂等问题。 最后，复合材料的材料设计和结构设计是同时进行的，因而在复合材料的材料设计(如材料选取和组合方式的确定)、加工工艺过程(如材料铺层、加温固化)和结构设计过程中都存在力学问题。[/color]
[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]
GB 1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=58069]纤维增强塑料拉伸性能试验方法[/url][img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=58070]纤维增强塑料拉伸性能试验方法[/url]
[table][tr][td][color=#cc0000]摘要：本文针对测试定形相变材料热性能的 ASTM C1784 动态热流计法（DHFM），从另外一个角度介绍了这种测试方法的具体实施过程，使得 ASTM C1784 更容易被理解、掌握和推广应用。同时，本文分析了 DHFM 方法在工程应用中存在的问题，并提出了具体技术改进措施，以便进一步研究工作的开展和真正解决各种大尺寸相变复合材料热性能的准确、可靠和快速测试问题，以便建立更具有工程应用实际意义的新标准测试方法。[/color][/td][/tr][/table][align=center][img=,690,389]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712172114_9883_3384_3.png!w690x389.jpg[/img][/align][color=#cc0000]1. 引言[/color] 相变材料（PCM）利用其熔融潜热以达到热存储或对环境或系统进行温度调控目的，在建筑结构中越来越多的发现PCM的应用可以降低建筑能耗和调节室内温度。其基本原理是白天 PCM 吸收部分建筑热载荷并产生熔化，而在较低温度的夜间PCM冻结释放出热量，由此来稳定控制建筑物室内空间内温度。 数值研究和现场试验表明，随着PCM 在建筑物围护结构中的应用，负荷峰值小时得以减少，峰值需求时间得到移动，可节省高达25%的制冷能源消耗，并明显提高生活舒适度。 过去的三十多年中，建筑法规越来越强调节能和能效，这导致建筑中普遍使用各种隔热技术。另一方面，PCM 技术在建筑领域中几乎没有什么实质性应用主要是因为它的初始成本要高于隔热技术，以及性能方面的问题，如易燃性和相变性能老化严重等。在过去的几年中，随着PCM材料研究、封装技术、相稳定方法和阻燃剂等方面的发展已经解决了阻碍PCM 应用的大部分问题。最近的研究表明，对于现存的隔热材料改造项目，更换或添加常规隔热材料可能并不总是改善建筑围护结构热能性能最划算的解决方案。 由于 PCM 性能和成本竞争力的提高，近年来市场上推出了多种集成 PCM 的建筑产品，如 PCM 墙体、PCM 增强隔热材料等。这些 PCM 集成部件的动态特性或相变特性，主要包括相变温度区间、潜热性能、过冷和滞后性能以及隔热性能，这些性能的准确测试对预测PCM 产品在整个系统尺度范围内的蓄热和节能潜力至关重要。在早期应用中，具有纯的和均匀的PCM 集成入建筑部件中，如大型PCM壁芯、PCM 壁管。因此，利用单纯 PCM 的动态特性对 PCM 集成产品进行能量或热性能分析已成为一种普遍做法。传统上采用差分扫描量热仪（DSC）测量 PCM 产品中的纯 PCM 成分的动态特性，然而 DSC 方法适用于典型毫米尺度和毫克质量量级的样品，DSC 法还要求样品在成分上要相对均匀。 目前最先进的 PCM 产品与早期 PCM 应用完全不同，目前的 PCM 多是以毫米尺度包裹在结构件内部，例如 PCM 增强石膏板、形状稳定（Shape Stabilized）的定形 PCM 板和 PCM 纤维增强隔热材料等。这些 PCM 集成部件的动态热性能取决于几个关键指标，如构件内 PCM 的质量分数、构件的热容量和导热系数，以及存在的添加剂（火阻燃剂、导电抑制剂、粘合剂）。此外 PCM 本身的动态特性可能会因为周围材料和外来材料的引入而产生变化，因此PCM 集成构件的动态特性与纯 PCM 的动态特性相比有显著差异。 先进的 PCM 产品在尺寸和质量上都会变得更大更重，而且在组合中往往非常不均匀而无法作为 DSC 测试中样品。此外，大量的研究表明采用 DSC 测试系统所进行的单纯 PCM热性能测试在可靠性和测试结果方面大多存在严重问题，需按照特定的操作规程执行才能得到准确结果，由此通过DSC 得到的数据用于蓄热和节能模型计算时普遍造成性能评价的不精确性。 数值计算和实验研究表明，在建筑围护结构中加入 PCM 会显著提高建筑能耗性能，但需要对 PCM的动态特性进行准确测量才能完成整个建筑的能耗模拟。此外，准确的动态测试数据对于优化建筑物内PCM 的分布和位置、最大限度实现节能至关重要。 针对大尺寸 PCM 集成部件和产品的动态热性能的准确可靠测试，实际上面临着严峻的挑战。过去仅有的成熟的热性能测试评价方法一般是利用DSC 进行测试，有时采用 T-history 法测量有限数量的材料。不幸的是DSC 方法需要较小且相对均质的测试样品，在许多PCM 增强结构产品中这一要求不切实际，因为这些材料不是均质材料，在PCM 基混合物或复合材料情况下小样品不具有代表性。 为了解决大尺寸 PCM 集成部件和产品动态热性能的准确可靠测试问题，近些年来研究了一种实验室级别的测试方法，这是一种基于传统稳态热流计法隔热性能测试技术（HFM）的动态测试技术，称之为动态热流计法（DHFM）。HFM 已经被广泛用于材料的稳态导热系数测量，DHFM 方法则是将HFM法进行了升级，这些升级通过对现有 HFM 设备的最小化改造和廉价硬件升级来实现对 PCM 复合材料热性能的准确测量。基于 DHFM 技术，美国 ASTM 在2013年制定了一个新的测试标准：ASTM C1784-13“采用热流计装置测量相变材料及其产品储热特性的标准测试方法”，并在2014年颁布的修订版。尽管DHFM 方法在工程实践中还存在一些不足，但至少使得在科学和工程领域对相变复合材料和相变材料增强产品获得了一个可靠和准确的测量工具，解决了一个标准测试方法有无问题。 上海依阳实业有限公司是从事材料的热物理性能测试技术研究和测试仪器生产的专业性机构，对传统稳态热流计法（HFM）测试技术有过深入的研究和深刻的理解，同时也生产这种测试仪器。通过对相变材料热性能测试方法（DHFM）的研究，证明了这种方法确实是一种现阶段比较有效的实验室级别的测试技术，对标准尺寸的相变复合材料样品的热性能可以做出准确的测量，但也在工程实践中发现了大量存在的具体问题。 本文针对测试定形相变材料热性能的 ASTMC1784 动态热流计法（DHFM），从另外一个角度介绍了这种测试方法的具体实施过程，使得 ASTMC1784 更容易被理解、掌握和推广应用。同时，本文分析了 DHFM 方法在工程应用中存在的问题，并提出了具体技术改进措施，以便进一步研究工作的开展和真正解决各种大尺寸相变复合材料热性能的准确、可靠和快速测试问题，以便建立更具有工程应用实际意义的新标准测试方法。[b][color=#ff0000]由于本文篇幅较大并涉及大量公式，不便在帖子上进行编辑，全文内容已做为附件呈上，请多原谅。附件全文为适合手机浏览的PDF格式文件。[/color][/b]
标 准 编 号：GB/T 25043-2010 简体中文标题：连续树脂基预浸料用多轴向经编增强材料 繁體中文標題：連續樹脂基預浸料用多軸向經編增強材料 English Name：Multiaxial warp-knitted reinforcement for resin-matrix prepreg 转载请留下我们的脚印 Www.Anystandards.com标准简介：本标准规定了连续树脂基预浸料用多轴向经编增强材料的术语和定义、产品代号、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。 本标准适用于以玻璃纤维为主要原料,经有机纤维沿经向缝编而成的多轴向增强材料。该材料主要用于制作连续树脂基预浸料。
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