本文作者:鄂州鋼結構設計

碳纖維設計書籍有哪些(碳纖維設計書籍有哪些)

鄂州鋼結構設計 2周前 ( 11-15 20:43 ) 207 搶沙發
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碳纖維復合材料的基礎入門書籍推薦,一點都不懂的那種,以后研究方向碳纖維,求推薦

看以后研究碳纖維設計書籍有哪些的方向碳纖維設計書籍有哪些,如果是做碳纖維,推薦賀福碳纖維設計書籍有哪些的碳纖維及石墨纖維那本書,講的很具體,一般公司都是按照書上去做的。如果是做工藝,其實隨便找本復合材料的書都行??梢酝扑]復合材料手冊,益小蘇編的

碳纖維床墊的使用說明書?

碳纖維是指含炭量在90%以上的高強度高模量纖維,耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成,是制造航天航空等高技術器材的優良材料。

碳纖維的結構外形是纖維狀的,柔軟,易加工成各種類型的織物。

特點:碳纖維具有很多優良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維與傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。

用途:碳纖維擁有這么優異的性能,發揮在軍事以及民用工業等各個領域。列如,土木建筑,航空航天,汽車材料,無人機,體育用品等。

相信經過上面的介紹,你大致的能了解到什么是碳纖維,以及碳纖維可以應用到哪些方面。請采納?。?!

說了這么多無聊的話是不是想被人炮轟?不過復合材料這種東西制備工藝千萬種,碳纖維跟樹脂的搭配更是千奇百怪,這一領域絕對是易懂難精。臺灣復合材料公司又這么多,每家公司都還有自己的一套理論,想要自以為是的介紹復合材料領域,難免不被炮轟。

可是說真的,就算已經做了十幾年的復合材料研究,也不敢說自己是復合材料領域的專家吧,下邊列一些專業知識:

熱固性樹脂分類:環氧、酚醛、乙烯基、不飽和樹脂…

熱固性樹脂添加劑種類:硬化、催化、抑制、增韌…

熱塑性樹脂分類:聚乙烯、聚丙烯…

熱塑性樹脂添加劑種類:增韌、阻燃…

增強纖維種類:玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維…

纖維處理:表面處理、漿液、油劑…

成型方法:擠出、射出、真空袋、真空釜、拉擠、模壓、纏繞…

設計分析:應力分析、成型分析、破壞分析、非破壞分析…

只要想做復合材料,上面講的每一個分類都要了解,但這些分類里面,每一個單項可都是讓人鉆研數十年也學不全的技術啊。誰還敢自稱復合材料專業?

因為自己本身剛好就在這個行業,對碳纖維復合材料有一些研究,??吹皆S多人對于碳纖維強度規格各方面都不是很了解,再加上網上常常有一些錯誤的表述,誤導人的說法,就像從頭介紹一下碳纖維。

求一些紡織面料和新型材料相關的書

紡織面料的一些相關文章:不知道是不是,你看看吧!

不知道是不是,我是照搬,不是我也沒辦法,我根本不懂這些知識。所以對此能力實為無限,就只能為你做這么多了,跟你說白了,我就為那50分而來滴,為此上刀上下火海都在所不惜。如過你不采納我的答案也沒關系,我盡力了也沒什么可遺憾啦!

高強高模纖維

目前,尼龍和滌綸的拉伸斷裂強力僅為其理論值的約5%。今后開發的高聚物纖維,拉伸斷裂強力將為其理論值的40%,抗拉模量將為其理論值的90%。隨著高聚物技術的發展以及有機與無機化合物結合的進展,極有可能開發出達40%理論強力的纖維。開發這種纖維的瓶頸是成本。這種纖維將適用于要求高強力、輕質量的各種設備。

高耐熱纖維

人們致力于開發能夠在450℃下連續使用的耐熱高聚物材料。具有與常規高聚物纖維等同的形狀穩定性和加工性能以及很高耐熱能力的纖維將會出現。它們的應用領域將包括過濾器、高溫工藝和太空開發等。

超輕纖維

目前已經開發出一些輕質纖維,如:低密度的丙綸纖維和滌綸多孔(孔的比例為40%)纖維。人們預計今后將會開發出用于老年服裝的超輕和具有良好保暖性能的纖維。開發這種纖維要以新技術為基礎,即在進行變形加工的工藝過程中,不會使孔的部分斷裂。

高導電纖維

在21世紀,人們將開發出在室溫下與銅的導電性能相當的、用于電料和電子材料的高聚物纖維。開發這類纖維的關鍵是開發這種高聚物的回收技術。

可生物降解纖維

目前,作為重要可生物降解纖維的聚乳酸纖維還沒有足夠的結果來證明其實際性能,其耐熱性能尚需進一步提高。另外,仍需在強力保持性能和可生物降解性能之間加以權衡。因此,這種纖維的應用有很大局限性。而開發在一定時間內能夠降解的可生物降解纖維將是解決該問題的一種答案。

新纖維素纖維

今后將會出現新型再生纖維素纖維。它們將以闊葉樹、竹子和建筑材料碎片為原料,并充分利用生物技術。

生物纖維

通過將蜘蛛絲成功地溶解,Wyoming大學已經克隆出蜘蛛絲的基因。蜘蛛絲具有化學纖維不可比擬的良好性能。將蜘蛛絲基因轉移到蠶體內,蠶將不再生產蠶絲,而使生產蜘蛛絲變為現實。蜘蛛絲極其結實,其斷裂伸長率為35%。

具有傳感和康復功能的纖維

人們將開發具有傳感功能的溫濕度調節材料、康復用神經刺激材料和肌肉力量支持類服裝。今后還將開發出具有傳感功能的睡衣,用來檢測溫度和相對濕度,以防止那些喪失溫、濕度感覺的老年人受到類似“低溫燒傷”的傷害。另外,今后的開發項目還包括一種用于患者康復的纖維,它作為一種護理保健材料能刺激神經,還能以緊身連褲襪的形式支撐肌肉力量不足的患者。

具有綜合功能的阻燃纖維

今后將開發在保持服裝一般性能的前提下,具有阻燃性能、非熱熔和能夠避免燒傷的纖維?,F有阻燃纖維的阻燃性能已經達到令人滿意的水平,但是,其它普通功能尚未達到相應的水平。以兒童和老年人的阻燃睡衣為例,還需開發具有良好手感、柔軟性和吸濕性等綜合功能的阻燃材料。

新型節能環保材料

色素處理新技術:包膜鈦白

鈦白學名二氧化鈦,是一種最佳的白色顏料,因其高度的化學穩 定性和優異的顏料性能,被廣泛地應用于陶瓷、塑料、藥物、化妝品、涂料及橡膠產業等國民經濟的各個領域。我國有世界上第一大的制造鈦白原料的鈦體礦儲量,但目前國內大多采用濕化法生產鈦白,由于生產工藝中使用大量污染嚴重的硫酸磺,所以很難打入國際市場。

區別于目前國內使用的濕化法,干化法生產鈦白的最大優點是無污染,不使用硫酸磺,投入的原料即等于產出成品,不存在廢水和廢 棄物的排放問題。

高密度復合材料

新型高密度復合材料,其主要工藝原理是以稻草、麥秸、棉花桿、玉米桿、 甘蔗渣、竹屑、蘆葦桿、木屑等農業廢棄物作原料,以聚乙烯、聚丙烯及其廢棄物,如汽水瓶、可樂瓶、礦泉水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市廢棄物(白色垃圾)等作粘合材料,并加入一定量的添加劑 等,在一定工藝條件下合成。這一最新成果被聯合國工業發展組織(UNIDO)譽為“21世紀新材料”。

它的特點是不使用木材,可以保護生態環境,緩解了實行天然林保護后木材缺乏的問題;利用廢棄物,使得物盡其用,節約能源,保護環境;無毒無害,沒有尿素和甲醛的成份,不會對人體產生危害;產品密度高,強度好,木材、刨花板、中密度板等均易受到厭氧菌、霉菌、甲蟲、白蟻、蛀蟲等生物的侵害和海水的腐蝕,而該工藝生產 的板、型材均不受以上生物的侵害,吸水率低,不受海水的腐蝕;屬 于無三廢工藝,可多次回收廢料并反復利用,節約并降低成本;產品 有很強的可塑性,可根據用戶需要,替換不同的模具或模板,直接生 產出各種各樣的板材和型材,有極大的市場價值;防火性能好,有良 好的阻燃性能。

高密度復合材料技術的實現不僅解決了農業廢棄物和城市廢棄物 的污染排放問題,還節省了有限的林業資源,必將對我國的21世紀的 環保產業產生巨大影響。

導電塑料

材料新秀--導電塑料

導電塑料一般分為結構型和復合型兩大類。結構型材料合成工藝較復雜,成本較高,目前價格相當昂貴,是一種真正意義的導電塑料,研發一旦突破技術瓶頸,將給我們的生活帶來無法想象的影響。

復合型是由導電性物質與高分子材料復合而成。該類別成本稍低,可以滿足各種成型要求,是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。

結構型導電塑料

復合型導電塑料

復合型是由導電性物質與高分子材料復合而成。該類別成本稍低,可以滿足各種成型要求,是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。復合型導電塑料根據導電填料的不同可分為:抗靜電劑系、晶須系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等),可以根據制品電阻值的不同要求進行調節生產。

抗靜電劑填充型

抗靜電劑填充型產品的優點是制品著色不受限制,其中低分子型抗靜電劑對產品性能影響不大,其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產品的電性能會隨著時間的推移而逐漸喪失。

碳系填充型

這一系列的填充物主要是導電炭黑、石墨和碳纖維,制成品的體積電阻率為102-109Ω.cm。其中炭黑填充是主流,炭黑填充型導電聚合物之所以被廣泛采用,其一是因為導電炭黑價格較為低廉;其二是因為炭黑能根據不同的導電性需求有較大的選擇余地,它的制成品的電阻值可在102-109Ω之間的寬廣范圍內變化;其三是導電性持久、穩定;因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品僅限于黑色,并對材料性能影響較大,需要配套改性技術。

晶須填充型

自1948年美國貝爾電話公司的科學家首次發現晶須以來,迄今為止材料學家們研究開發出了上百種晶須,有金屬、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物以及無機鹽等類晶須。在這眾多種類的晶須中,氧化鋅晶須(ZnOw)以其獨特的立體四針狀結構而倍受注目。ZnOw由于其具有獨特的立體四針狀結構,在體系中形成導通網絡所需的臨界添加量遠小于球形或片狀粉末。采用平衡氣量法制備ZnOw,使鋁離子嵌入單晶氧化鋅晶格且替代其中部分Zn原子點陣,形成N型半導體,使之具有永久導電性。

目前技術化比較成熟的另一種導電晶須是導電性鈦酸鉀晶須,這種經過表面處理的鈦酸鉀晶須纖維,平均直徑在0.3-0.7μm,平均長度在10-20μm。它具有穩定的電阻值,因此由導電性鈦酸鉀晶須填充而成的塑料制品導電性能極其穩定。鈦酸鉀晶須屬于陶瓷晶須纖維,因此在高熱環境下也具有極好的穩定性,這種特性克服了導電炭黑、石墨和碳纖維不耐高溫的特點,因此特別適合在工程塑料中填充,在高溫高壓等惡劣環境條件下使用。

金屬填充型

電磁屏蔽塑料多以各種工程塑料為基材,使用的金屬填料主要是不銹鋼纖維,也有的使用黃銅短纖維、鋁片、鎳纖維等。制成品的體積電阻為10-1000Ω.cm,電磁波屏蔽效果為30-60分貝。碳纖維、特種導電炭黑雖然不是金屬填料,但其制成品也可在電磁波屏蔽場合應用。當一些制品在比較苛刻的使用環境中要求具有強度高、體積輕、壁薄、注射成型易流動等特點時,就要采用碳纖維填充的材料,目前市售的高檔筆記本電腦、手機殼體材料即是采用碳纖維填充的PC/ABS合金。

黃銅短纖維填充的復合體系具有優異的電磁波屏蔽效果,卻難以滿足實用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外觀等要求;鎳及鍍鎳石墨纖維雖也具有優異的電性能,但由于價格昂貴而限制了其使用性;碳纖維、特種導電炭黑填充的復合體系屏蔽效果較差,適用性受到限制;不銹鋼纖維的直徑一般為6―10μm,填加10%左右即可滿足實際應用中要求的電性能,由于填加量少,因此對復合體系的物理機械性能影響較小,是理想的電磁屏蔽塑料填充材料。

身邊的導電塑料世界

電子報紙:真正體驗信息時代

荷蘭菲利浦電子公司展示了利用美國E-Ink公司的微膠囊型電泳顯示屏和利用美國SiPix公司的MicroCup型電泳顯示器研制的兩種卷軸型電子紙。這兩種電子紙屏幕尺寸均為5英寸,屏幕解析度為320×240像素。卷軸型電子紙樣品由OTFT所在的塑料底板與電泳顯示屏構成,可以一層一層卷成半徑2cm以下的圓筒。而索尼公司今年初推出的電子書籍就使用了E-Ink公司兩年前開發的電子紙技術。此外,日本普利斯通公司和九州大學也在會上宣布開發出了以并五苯膜為基礎的電子紙,雖然其無源數組式(PM)驅動面板尺寸僅3.1英寸,屏幕解析度也只有160×160像素,但0.2ms的響應時間為今后電子紙顯示動態圖像創造了條件。

未來,把顯示器像報紙一樣卷起來放進背包將成為時尚,人們可以隨時打開它來收看電視節目或者連入因特網,隨著有機材料顯示技術的不斷發展,柔性視頻顯示器將越來越受到人們的青睞。

超市采購:如入無人之境

在超市采購結束后,你無需去排隊等待收銀員一一讀取各個商品的條形碼,而是大模大樣直接推著滿滿一車貨物走過檢測器,大約不到一分鐘,貨品的總額就顯示出來了——這是無線射頻識別標識技術(RFID)為我們勾畫出的美妙場景。

這種非接觸式自動識別技術的便利之處在此毋庸贅言,RFID商品標簽被認為將是今后全球商品交易及物流中采用最廣的技術之一。但RFID標簽的成本問題卻可能成為制約這一技術普及的瓶頸。有資料顯示,RFID標簽目前的成本大約每枚0.2美元,這一價格也許對于汽車、電視等貴重商品來說無關緊要,可是對超市中的眾多低價商品來說就變得難以承受了。

五苯(Pentacene)。根據最近公布的消息,利用并五苯作為芯片半導體材料的標簽已經可以被幾厘米外的讀取裝置識別,如果這種技術在未來得到進一步完善,RFID標簽就會像條形碼一樣被印在洗發水包裝、罐頭盒外面。 2003年11月5日,零售業巨頭沃爾瑪百貨公司正式宣布,在2005年底,所有供應沃爾瑪百貨的商品包裝箱上,都要有應用RFID技術的電子商品條形碼。塑料RFID標簽的研制使這一目標的實現成為可能。RFID的應用范圍也就是塑料RFID標簽將來潛在的市場,包括門禁管制、貨物管理、資產回收、物料處理、廢物處理、醫療應用、交通運輸、防盜應用、自動控制、聯合票證等許多領域。

塑料芯片:未來應用無處不在

導電塑料的發現者、美國物理學家馬克迪爾米德教授領導的研究小組利用普通塑料研制出了納米電子線路。這種納米電子線路成本非常低廉,一塊納米電子線路板的成本僅為1美分,是硅芯片價格的1%~10%.現在,他們正在研制直徑僅為100納米的納米材料———聚苯胺纖維,直徑僅有頭發絲的1/500.如果能將納米導電纖維與納米電子電路結合起來,就可以把計算機做得非常小。

將來,采用裝有塑料芯片的微電腦控制的機器人,比采用硅芯片的機器人更靈活,更容易操縱。采用導電塑料制造出來的機器人的肌肉富有彈性,用電化學方法控制這種人造肌肉,可以使之膨脹和收縮,這種幾乎能夠以假亂真的肌肉適合于制造機器人的四肢,它能夠按照機器人電腦的指揮做出各種動作,這將是機器人制造技術的一項重大突破。

能源無憂:塑料電池

我們可以在衛星和宇宙飛船上看到巨大的太陽能電池板,但生活中遇到的太陽能電池卻往往局限于計算器、手表等小型電子設備。由于傳統的硅太陽能電池成本太高,制造復雜,太陽能電池的大規模商業應用一直無法實現,不過塑料太陽能電池的出現將在不久的將來改變這一現象。

塑料薄膜的導電性能使其在制造薄型輕質電池、高分子聚合物電池方面有著極其廣闊的應用前景。這種能夠在多種材質表面“印制”的太陽能電池因具有成本低廉、制造容易、重量輕和易彎曲的特點而成為目前研究的熱點。

將來,最有希望的太陽能裝置是導電塑料和納米材料的混合產品,科學家希望這兩種材料的混合溶液能以類似于噴墨打印的方式,印刷在物體表面上,從而實現大批量生產。

真正塑料時代的來臨

也許是明天,或許是后天,導電塑料就會帶來各種廉價的或這一次性的電子產品進入我們的生活,它甚至會創造出一個新興的產品應用市場,這也許就是真正塑料時代的來臨。

導電塑料開始向硅晶體的霸主地位發起沖擊,這將給半導體行業帶來天翻地覆的變化。導電塑料的工業化應用將為電子電氣和信息產業提供了廣闊無限的發展空間!

中國功能材料網

碳纖維設計書籍有哪些(碳纖維設計書籍有哪些) 鋼結構玻璃棧道設計

碳纖維管加工與應用研究

摘要:本文對碳纖維管材的性能、加工方法和應用進行了全面的介紹,說明碳纖維管材在民用和軍用領域的重要意義,有助于相關行業對本類產品做進一步的了解,推進碳纖維管材在更大范圍內得到應用。

關鍵詞:碳纖維管材 制作方法 應用

1.概述

碳纖維管又稱碳素纖維管,也稱碳管、碳纖管,這種材料是用碳纖維復合材料預浸入苯乙稀基聚脂樹脂經加熱固化拉擠纏繞做成的,碳纖維具有高強度、低密度、壽命長等特性,簡單的說,比鋁輕,比鋼硬,是良好的民用、軍用材料。近年來,我國在碳纖維方面的研究和利用也在突飛猛進地發展,碳纖維管作為應用最早、最廣泛的碳纖維制品已被許多行業所接受,這些行業在積極主動使用碳纖維管作為原有金屬制品的替代品,以期獲得產品質量的提升。本文就針對碳纖維管的優勢、加工方法及應用做一個綜合性的論述。

2.碳纖維管材的優點

2.1重量輕、強度高。

碳纖維管材密度小、重量輕,其比重僅是鋼材的四分之一,但是其抗拉強度很高,可達到3000MPa以上,是鋼材的6-12倍,是塑料制品的幾十倍。碳纖維管材輕質高強的特性,使其在運輸和施工安裝都具有顯著的優勢。

2.2耐腐蝕、抗老化,使用壽命長。

碳纖維材料能耐酸、堿、鹽、部分有機溶劑及其它腐蝕性侵蝕,在防腐蝕領域有其它金屬無法比擬的優越性,除此之外,其還有較好的耐水性和抗老化性,因此無論在腐蝕性的環境、惡劣的氣候還是潮濕的環境中,碳纖維管材的使用壽命都可達到25年以上。

2.3表面光滑美觀,可設計性強。

碳纖維管材是采用碳纖維復合材料預浸入苯乙稀基聚脂樹脂經加熱固化拉擠(纏撓)而成。在制作過程中,可以通過不同的模具生產出各種型材,如:不同規格的碳纖維圓管,不同規格的方管,不同規格的片材,以及其它不規則異型材,具有一定的設計性。經過打磨噴漆,其表面顯得光滑美觀,在制作過程中也可以包3K進行表面包裝美化。

3.碳纖維管材的規格

碳纖維管材的型號規格多樣,按成型工藝不同可以分為拉擠管和纏繞管;按紋路不同可以分為平紋、斜紋和純黑;按表面處理不同可分為亮光、啞光;按形狀不同可以分方管、圓管和異形管,其中異型管包括橢圓管、工字管、半圓型管等。一般的碳纖維管材的直徑有10mm-800mm,長度最長可達10m。拉擠空心管1-25mm,壁厚0.5-5mm,拉擠實心管(棒)直徑0.5-30mm,編制空心管直徑1.0-70mm,壁厚0.5-5mm。

4.碳纖維管材的制作方法

4.1內芯模具的制作。

內芯模具要根據客戶對管材規格的要求進行制作,因為纖維纏繞時受到壓緊力,要求其集合形狀基本保持不變,因而在芯模原材料的選擇上,最好選擇具有良好剛性的金屬材料,如鋼和硬鋁,鋼的密度比硬鋁大,其硬度也比硬鋁大,但鋼的熱膨脹系數不及硬鋁。而高性能碳管制品是在高溫下進行固化的,如果采用硬鋁芯模,可通過硬鋁熱膨脹產生的固化內壓,提高碳管的密度和力學性能。所以在高性能碳管的纏繞工藝中,芯模宜選用金屬材料,而硬鋁則是首選材料。

芯模的封頭設計盡量使用扁橢球式,這種形狀可以保持筒身部分纏繞均勻,無堆積現象,防止出現“滑移“和“架空“現象。芯模的筒身部分可以制成等直徑,但是如果制品長度很長,同時考慮到機床的加工精度以及脫模等條件的限制,等直徑的筒身部分在應用中也許會存在困難,但是如果采取帶錐度的芯模就可以解決這個問題,實驗證明,1:1500-3500的錐度加工芯模筒身比較適宜。對較長的制品,制作芯模時可考慮分段對接芯模,以確保制品尺寸穩定。

通常在纏繞之前要在芯膜表面涂刷脫模劑,以便于之后的脫模,但是對于高性能碳管,有機類脫模劑在固化過程中易滲入樹脂中,造成制品缺陷,影響制品性能。如果在芯模表面涂覆一層含氟的脫模劑,就可以消除這種缺陷。

4.2根據規格要求,設計纖維層疊方式。

首先確定要做的板材厚度,按照厚度算出需要的層數,然后按照0°、45°、90°、-45°的順序疊層,然后模壓成型。

4.3將纖維層卷到內芯模具, opp卷制包裹。

4.3.1碳纖維管的加工成型方法主要涉及以下三種:纏繞成型法,將碳纖維單絲纏繞在碳纖維軸上,特別適用于制作圓柱體和空心器皿;擠拉成型法,先將碳纖維完全浸潤,通過擠拉除去樹脂和空氣,然后在爐子里固化成型,這種方法簡單,適用于制備棒狀、管狀零件等;真空袋熱壓法,在模具上疊層,并覆上耐熱薄膜,利用柔軟的口袋向疊層施加壓力,并在熱壓罐中固化。

4.3.2在碳纖維管的實際加工過程中,最基本的加工成型方法是纏繞法,這種方法易于實現機械化、自動化,比起其他方法,具有勞動條件好、勞動強度低、產品質量穩定、生產成本低等特點,所以應用十分廣泛。具體方式又稱為濕法纏繞,即將浸膠后的碳纖維集束,在一定張力控制下直接纏繞在芯膜上的工藝方法。其原理是采用卷管機上的熱輥使預浸料軟化,熔化預浸料上面的樹脂膠粘劑。在一定張力下,在輥的旋轉操作過程中,利用輥和心軸之間的摩擦,將預浸料連續卷到管芯上,直至所要求的厚度,然后通過冷輥冷卻定型。根據成型工藝中預浸料的上料方法,可分為手動上料法和連續機械方法。纏繞線型的方法是保證碳纖維纏繞產品質量的重要前提,管道的使用情況不同,纏繞線型也不同,具體線型有環向纏繞、縱向平面纏繞和螺旋纏繞三種。

4.3.3纏繞成型法的基本操作過程是:首先,清理輥筒,然后熱輥加熱到設定溫度,調整預浸料張力。在輥筒上不施加壓力,將引布先在涂有脫模劑的管芯上包繞一圈,然后放下壓輥,將引頭布在熱輥,同時將預浸料拉出來,貼在加熱部分頭布,與引頭布相搭接。引頭布的長度約為800-1200mm,視管徑而定,引頭布與膠布的搭接長度,一般為150-250mm。

在卷制厚壁管時,在正常運行時,將芯模的旋轉速度適當加快,靠近壁厚度設計放慢速度,以達到設計厚度,切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下,繼續使芯模旋轉1-2圈。最后提升壓輥,測量管坯外徑,合格后,從卷管機上取出,送入固化爐中固化成型。

4.4烘烤硬化,去OPP,脫芯。

將定型好的卷料從卷繞機取出,在固化爐中固化。管材固化后,去除芯模型,即可以得到復合材料纏繞管材,這個過程也叫固化脫模。在脫模過程中,車加工或鉗工去除封頭,再脫下制品,這有可能損及芯模表面,影響芯模的反復使用,可以利用耐高溫膠粘劑補平或者焊接再磨削到位。

4.5 兩端切去不光滑平整的部分,經過多道工序進行打磨、拋光。

初步完成的碳纖維管還需要進一步加工,首先根據成品的規格,將半成品的兩端多余部分去除,形成統一整齊的切面,然后經過專業打磨機和人工手工打磨、拋光,才能形成光滑而有光澤的表面。

5.碳纖維管的連接方法:

碳纖維管的連接方式有以下幾種:

最常用的是用環氧樹脂來連接,連接成功后如果管子里面一般會有殘留的樹脂,可以用丙酮清洗干凈。

其次,利用碳纖維管自身的結構來連接也比較常見。用碳鈦復合接頭在碳纖維管成型的過程中進行復合連接,不過,在連接的時候必須要考慮好受力的方式和連接件的結構。

另外,還可以用鉆孔連接,只不過碳纖維管的強度大,硬度高,鉆孔很不容易,不小心就會導致管子裂開,所以對操作水平有較高的要求。

碳纖維管也可以用粘膠的方式連接,相對比較簡單,要是使用機械方式就很困難,因為碳纖維產品本身的強度和硬度,很難找到比它性能好的加工工具,即便有也非常昂貴,而且磨損比較快。

6.碳纖維管的應用

碳纖維管材的應用范圍非常廣泛,其輕而強的力學特性和耐疲勞性,使其適用于航空、航天、建筑、機械設備、軍工、體育休閑等結構材料;其耐腐蝕、耐熱、垂直度好(±0.2mm)、機械強度高的特性,使產品適用于線路板印刷設備的傳動軸及醫療器械等;其強度高、抗老化,防紫外線、機械性能好的特性,適用于帳蓬、建筑建材、蚊帳、球袋、箱包、窗簾、廣告展架、雨傘、風帆、健身器材、箭桿、球桿、高爾夫練習網、旗桿開關插銷、水上運動器具等。碳纖維套管的保護線材、阻燃、增加線材強度等特性,近年來也頗受智能化領域的青睞。

7.碳纖維管的選擇

用于碳纖維管生產方面的碳纖維含量多少,直接決定其力學性能表現和價值。在選擇碳纖維管的時候,除了要關注碳纖維管中的碳纖維含量,也要重視用于生產碳纖維管的復合材料成分,不同的添加成分對產品的性能有不同的影響。但是最關鍵的一點,因為碳纖維復合材料屬于高新材料,整個行業特別是民用這一領域起步比國外要落后二三十年,國內無論是碳纖維生產商還是加工制造廠家都數量有限,隨著這個行業的興起,很多小作坊式的加工商也躋身行列,造成了技術水平層次不齊,產品質量缺乏保證等問題。因而,在碳纖維管材的選擇和訂制方面,本文綜合行業調查數據,羅列出該類型產品有一定影響力和品牌信譽的生產廠家,以供咨鑒。

7.1無錫威盛新材料科技有限公司(簡稱:威盛新材),是一家研發、制造碳纖維零部件的專業制造商,該公司擁有4000多平方的生產車間,配備大型熱壓機、熱壓罐、液壓成型臺、CNC高速銑床等多種設備,采用臺灣及日本等國際一流品牌原材料,產品通過美國UL、SGS以及ISO9001:2008等相關認證,產品常年出口歐美等國家。

7.2略

7.3略

8.碳纖維管的使用注意事項

碳纖維管雖然具有質輕、堅實、抗拉、強度高等突出優勢,但是在具體應用中也有一定的局限性,首先其制作依靠模具成型,難于更改尺寸,因而無法適應多尺寸多款式的訂單,現在的加工廠家還是依靠大批量訂做式訂單。在使用中,很多消費者發現碳纖維產品放置在陽光下會逐漸變白,因此碳纖維管材最好不要放置在陽光下,盡量貯藏在避光處。除此之外,因為碳纖維管具有一定的導電性能,因此使用時必須特別注意防電,禁止使用在需要絕緣的設備上。

9.結語

碳纖維管材憑借其優良的性能在多個行業擁有廣泛的應用前景,但是這種優良性能依靠的是有可靠保證的的原材料以及精湛的加工工藝,不是所有貼上“碳纖維”三個字的產品都能帶來所期望的質量。所有正在或者準備使用碳纖維管材的廠家都需要具備相關的基礎知識,才能對碳纖維管材進行有效甄別,為自身的產品帶來質的飛躍。

參考文獻

【1】《高性能碳纖維管纏繞芯模設計應用的幾點體會》,王建華、居建國、甄華生,《全國復合材料學術會議》,1998年。

【2】《碳纖維復合材料數控加工研究》,龔清洪、林勇、夏雪梅、楚王偉,《機械設計與制造》,2008.12。

【3】《碳纖維復合材料的孔加工》,張萬軍、劉永奇、錢秀松,《纖維復合材料》,2005.3

(版權所有,未經許可,禁止轉載)

碳纖維及石墨纖維的目錄

1.1 碳纖維及石墨纖維的發展簡史

1.1.1 研發碳纖維的先驅者——斯旺和愛迪生

1.1.2 聚丙烯腈基碳纖維發明者——進藤昭男

1.1.3 從東麗公司碳纖維發展歷程看原絲的重要性

1.1.4 我國研制PAN基碳纖維的歷程

1.2 當前世界PAN基碳纖維的主要生產廠家及產品性能

1.2.1 小絲束PAN基碳纖維

1.2.2 大絲束碳纖維

1.3 碳纖維的發展趨勢

1.4 應用領域

參考文獻 2.1 聚丙烯腈的晶態及其多重結構

2.1.1 聚丙烯腈的晶胞及構象

2.1.2 聚丙烯腈的球晶及其多重結構

2.1.3 聚丙烯腈的構型

2.2 聚合

2.2.1 均相溶液自由基聚合原理

2.2.2 分子量調節劑

2.2.3 共聚單體及其競聚率

2.2.4 聚合方法

2.2.5 氨化

2.2.6 混批和混合

2.2.7 脫單、脫泡

2.3 紡絲

2.3.1 凝固成纖過程中的相分離

2.3.2 凝固過程中的雙擴散

2.3.3 濕法紡絲

2.3.4 干噴濕紡

2.3.5 噴絲板

2.3.6 牽伸與取向

2.3.7 干燥致密化

2.3.8 松弛熱定型

2.3.9 陶瓷導絲及其導輥

2.3.1 0紡絲用的定位溝槽輥

2.4 分析測試及表征(聚合?紡絲?原絲)

2.4.1 用核磁共振測定聚合物的組成及其立構規整度

2.4.2 用紅外光譜法測定共聚物的組成

2.4.3 特性黏度[η]的測定方法及其與重均分子量(Mw)的關系

2.4.4 用滲透壓法測定聚合物的數均分子量(Mn)及其分子量分布

2.4.5 用凝膠滲透色譜(GPC)測定分子量及其分子量分布

2.4.6 轉化率的測定方法

2.4.7 臨界濃度的測定方法

2.4.8 紡絲液與凝固液之間潤濕性的測定方法

2.4.9 紡絲液黏度斑(黏度CV值)的測定方法

2.4.10 用TEM觀察原纖(fibril)直徑——細晶化的源頭

2.4.11 凝固絲條拉伸模量及凝固絲條纖度的測定方法

2.4.12 用壓汞法測定凝固絲條的孔隙率及其平均孔徑

2.4.13 用DSC法測定凝固絲條的孔徑尺寸

2.4.14 密度法測定原絲的孔隙率

2.4.15 用小角X射線散射測定凝固絲條中的微孔數目

2.4.16 相分離與膨潤度及其測定方法

2.4.17 水洗后絲條中殘留溶劑量的測定方法

2.4.18 用二次離子質譜儀測定原絲中硼(B)的徑向分布

2.4.19 用WAXD測定PAN原絲的結晶取向度

2.4.20 PAN原絲的結晶度和微晶尺寸的測定方法

2.4.21 用密度法計算非晶區的密度

2.4.22 用X射線衍射儀(粉末法)測定PAN原絲的晶間距

2.4.23 用紅外二色法測定氰基的總取向

2.4.24 用染料二色法測定PAN原絲非晶區的取向度

2.4.25 聲速法測定纖維的總取向

2.4.26 玻璃化溫度及其測定方法

2.4.27 纖維密度與相對密度的測定方法

2.4.28 PAN原絲的致密性測定方法

2.4.29 失透度及測試方法

2.4.30 纖度及其CV值的測定方法

2.4.31 沸水收縮率的測定

2.4.32 纖維含水量的測定

2.4.33 單絲直徑及其CV值的測定

2.4.34 單絲形貌

2.4.35 纖維的光澤度及其測定方法

2.4.36 用掃描電鏡測定濕紡PAN原絲的表面粗糙系數

2.4.37 評價PAN原絲的最大牽伸率裝置

參考文獻 3.1 預氧化過程中的變化

3.1.1 物理變化

3.1.2 化學反應

3.1.3 結構轉化

3.2 預氧化機理

3.2.1 結構轉化與顏色變化

3.2.2 預氧化過程中的主要反應

3.3 預氧化過程中的物性變化

3.3.1 牽伸與收縮

3.3.2 溫度和溫度梯度

3.3.3 纖維強度的下降

3.3.4 密度的變化

3.4 預氧化過程中的質量控制指標之一(氧的徑向分布與均質預氧絲)

3.5 預氧化設備及其工藝參數

3.5.1 概述

3.5.2 預氧化爐

3.6 頭尾銜接技術

3.7 預氧絲的質量檢測及其相關的測定方法

3.7.1 預氧絲中含氧量的測定方法

3.7.2 預氧絲含濕量(含水量)的測定方法

3.7.3 預氧絲相對密度和密度的測定方法

3.7.4 用XRD測定芳構化指數

3.7.5 用紅外光譜測定相對環化度

3.7.6 用紅外分光法測定預氧絲中殘留氰基

3.7.7 用DSC測定環化度(芳構化指數)

3.7.8 皮芯結構的測定方法

3.7.9 甲酸溶解度

3.7.10 用二次離子質譜儀測定纖維中O、Si、B的徑向分布

3.7.11 極限氧指數的測定方法

3.7.12 失控氧化溫度的測定方法

3.7.13 火焰收縮保持率的測定方法

3.7.14 預氧化爐內水分的測定方法

參考文獻 4.1 固相碳化機理

4.1.1 聚丙烯腈碳化機理

4.1.2 固相碳化的主要反應

4.2 孔隙產生規律及其對碳纖維性能的影響

4.2.1 孔隙的變化規律及其對碳纖維拉伸強度的影響

4.2.2 密度與孔隙率

4.2.3 孔隙尺寸和形狀對碳纖維拉伸強度的影響

4.3 碳化過程中結構演變

4.3.1 皮芯結構

4.3.2 結構參數的變化

4.4 低溫碳化工藝與設備

4.4.1 碳化概述

4.4.2 低溫碳化設備

4.4.3 非接式迷宮密封裝置

4.4.4 焦油的產生及其排除方法

4.4.5 廢氣處理

4.4.6 密封氮氣與載氣氮氣

4.4.7 牽伸機組及槽輥

4.5 高溫碳化爐

4.5.1 高溫碳化爐的發熱體

4.5.2 設計高溫碳化爐的其他幾個技術要素

4.5.3 高溫碳化爐的種類

4.5.4 牽伸

4.5.5 定位槽輥

4.6 碳纖維的測定方法

4.6.1 超聲波脈沖法在線測定碳纖維的模量

4.6.2 用熒光X射線法測定碳纖維的硅含量

4.6.3 用激光拉曼光譜測定碳纖維結晶性的徑向分布

4.6.4 用電子自旋共振(ESR)研究碳纖維的結構特征

4.6.5 用電子能量損失譜測定氮的徑向分布

4.6.6 在線測定絲束寬度的方法與裝置

4.6.7 高溫碳化爐的內壓測定方法

參考文獻 5.1 石墨化機理

5.1.1 固相石墨化

5.1.2 石墨微晶的形狀因子

5.1.3 石墨化敏感溫度

5.1.4 層間距d002與HTT的關系及其(002)晶格圖像

5.1.5 用HRSEM觀察石墨纖維的結構形貌

5.2 催化石墨化

5.2.1 催化石墨化及其效果

5.2.2 硼及其催化石墨化

5.2.3 硼的引入途徑

5.3 石墨化爐及種類

5.3.1 塔姆式電阻爐

5.3.2 感應石墨化爐

5.3.3 射頻石墨化爐

5.3.4 等離子體石墨化爐

5.3.5 光能石墨化爐

5.4 石墨化度及其評價方法

5.4.1 石墨化度

5.4.2 磁阻

5.4.3 石墨纖維的皮芯結構

參考文獻 6.1 界面傳遞效率

6.1.1 潤濕與接觸角

6.1.2 表面處理與表面能

6.2 復合材料的界面

6.2.1 界面層的生成原理

6.2.2 機械嵌合(錨定效應)

6.2.3 化學鍵合

6.3 碳纖維的表面處理方法之一——陽極氧化法

6.3.1 陽極電解氧化法原理

6.3.2 連續直接通電式陽極氧化裝置

6.3.3 脈沖通電的陽極氧化裝置

6.3.4 非接觸式通電的陽極電解氧化裝置

6.3.5 陽極氧化的主要工藝參數

6.4 臭氧表面處理法

6.4.1 臭氧及其主要性質

6.4.2 臭氧表面處理方法

6.5 表面處理效果的評價方法

6.5.1 層間剪切強度的測試方法

6.5.2 界面剪切強度的測試方法

參考文獻 7.1 上漿劑

7.1.1 上漿劑及其界面性能

7.1.2 上漿劑的作用及要求

7.2 上漿劑的組成

7.2.1 碳纖維的上漿主劑——雙酚A環氧樹脂

7.2.2 雙酚A環氧樹脂的改性

7.2.3 上漿輔劑

7.3 乳液型上漿劑的配制方法——轉相法

7.4 碳纖維的上漿方法

7.4.1 上漿裝置的擴幅機構

7.4.2 具有空氣流動場的上漿裝置

7.4.3 具有吹氣狹縫的上漿裝置

7.4.4 具有循環系統的上漿裝置

7.5 幾種上漿劑的配制

7.5.1 組合型功能上漿劑

7.5.2 乳化型上漿劑

7.5.3 納米改性型上漿劑

7.5.4 油溶性上漿劑

7.5.5 增韌改性的上漿劑

7.6 上漿的性能指標及其評價方法

7.6.1 開纖性評價裝置

7.6.2 乳液型上漿劑的粒徑測定方法

7.6.3 上漿劑的時效穩定性的測定方法

7.6.4 上漿量的測定方法

7.6.5 毛絲數的測定方法

7.6.6 摩擦系數的測定方法

7.6.7 浸潤性的評價方法

7.6.8 懸垂值D及其測定方法

7.6.9 含水率與平衡含水率

7.6.1 0用Wilhelmy吊片法測定上漿性能

參考文獻 8.1 碳的豐度及性質

8.2 碳原子的雜化軌道及成鍵原理

8.2.1 SP3雜化

8.2.2 SP2雜化

8.2.3 SP雜化

8.3 碳的結晶結構

8.3.1 金剛石

8.3.2 石墨

8.3.3 卡賓

8.4 碳的相圖和碳的升華

8.4.1 碳的相圖

8.4.2 碳的升華

8.5 碳的多種形態結構

8.6 碳纖維的結構

8.6.1 碳纖維的皮芯結構

8.6.2 碳纖維的孔結構

8.6.3 碳纖維的結構模型

8.7 測試方法

8.7.1 用XRD測定碳纖維的結構參數

8.7.2 用電子顯微鏡研究碳纖維的結構

8.7.3 用XRD測定取向度

8.7.4 用ESR研究碳纖維的微細結構

8.7.5 用Raman光譜研究碳纖維結構的多相性

8.8 碳纖維和石墨纖維的形態結構與性能

8.8.1 纓狀原纖彎曲度

8.8.2 碳纖維的結構參數及其性能

8.8.3 碳纖維結構的非均質性

8.8.4 高強高模型碳纖維(MJ系列)

參考文獻 9.1 拉伸強度與缺陷

9.1.1 格拉菲斯微裂紋理論

9.1.2 缺陷類型

9.1.3 碳纖維拉伸強度的分散性及其表征方法

9.2 碳纖維和石墨纖維的壓縮強度

9.2.1 壓縮強度

9.2.2 碳纖維復合材料的壓縮強度

9.2.3 測定壓縮強度的方法

9.3 拉伸模量

9.4 熱性能

9.4.1 熱膨脹

9.4.2 熱導率

9.4.3 熱容量

9.4.4 復合材料的熱性能

9.4.5 熱氧化

9.5 碳纖維的電性能

9.5.1 導電原理

9.5.2 碳纖維的電阻率及其影響因素

9.5.3 碳纖維電阻率的測定方法

9.6 磁性能

9.6.1 磁阻

9.6.2 磁化率

參考文獻 10.1 碳纖維增強樹脂基復合材料

10.1.1 熱固性基體樹脂

10.1.2 成型技術

10.1.3 預成型中間物

10.1.4 熱塑性基體樹脂

10.2 碳/碳復合材料

10.2.1 碳/碳復合材料的制造

10.2.2 短切碳纖維制造C/C復合材料

10.2.3 抗氧化處理

10.3 碳纖維增強陶瓷復合材料

10.3.1 碳纖維增強碳化硅(CFRSiC)復合材料

10.3.2 碳纖維增強氮化硅復合材料

10.4 碳纖維增強金屬基復合材料

10.4.1 兩相界面層

10.4.2 碳纖維表面的防護方法

10.4.3 碳纖維增強鋁基復合材料(CF/Al)

10.4.4 碳纖維增強銅基復合材料(CF/Cu)

10.5 碳纖維紙和碳纖維布

10.5.1 造紙用碳纖維的前處理

10.5.2 高級碳纖維紙的制造工藝

10.5.3 碳纖維布

10.6 碳纖維增強橡膠材料

10.6.1 碳纖維的選擇

10.6.2 RFL乳液

參考文獻 11.1 在航天及軍工領域方面的應用

11.1.1 航天飛機

11.1.2 宇宙探測器

11.1.3 人造衛星

11.1.4 火箭與導彈

11.1.5 艦艇方面的應用

11.1.6 石墨炸彈

11.1.7 濃縮鈾與原子彈

11.2 在航空和軍工領域中的應用

11.2.1 戰斗機

11.2.2 直升機

11.2.3 無人飛機

11.2.4 民航客機及大飛機

11.2.5 制動剎車材料

11.2.6 隱身材料與隱身戰機

參考文獻 12.1 在汽車工業中的應用

12.1.1 汽車輕量化,節能降耗

12.1.2 壓縮氣罐(瓶)

12.2 碳纖維復合材料輥筒

12.3 在新能源領域中的應用

12.3.1 風力發電

12.3.2 太陽能發電

12.3.3 碳纖維復合芯電纜

12.3.4 海洋油田方面的應用

12.3.5 核能方面的應用

12.4 在基礎設施和土木建筑方面的應用

12.4.1 應用形式和性能的匹配

12.4.2 碳纖維復合材料繩索

12.5 電熱、抗靜電和耐熱制品

12.5.1 電熱制品

12.5.2 抗靜電制品

12.5.3 耐熱制品

12.6 文體休閑器材

12.7 碳纖維在醫療器械、生物材料和醫療器材方面的應用

12.7.1 醫療器械

12.7.2 生物材料

12.7.3 醫療器材

12.8 碳纖維修復水生態環境

12.9 其他方面的應用

12.9.1 軌道交通工具

12.9.2 機器人部件

12.9.3 筆記本電腦

12.9.4 宇宙望遠鏡的構件

12.9.5 盤根及密封環

12.9.6 音響設備和樂器

參考文獻

混凝土加固有那些書籍介紹?

《混凝土結構加固設計規范》(GB50367-2006)、《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程 》(ECS 146:2003),《混凝土結構構造手冊》(第三版)第13章,一般我常用的就是這幾本。如果想了解最新的動態,推薦一本論文集《土木工程結構鑒定、加固與改造技術的新進展》,值得看看。希望能幫到你。

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