分子电子学中的碳基材料毕业正文
毕业论文
题目分子电子学中的碳基材料学院物理科学与技术学院专业物理学
班级0901
学生赵小明
学号20090922155
指导教师赵朋
二〇一三年五月十二日
摘要
伴随着日益复杂的电子技术产品的发展，过去自上而下都依赖的硅基技术正面临着技术方面和物理方面的双层挑战。在采用自下向上的方法建设电子电路时，碳基纳米材料是非常好的候选材料，因为它们有半导体的特性并且物理尺寸很小，可以用于建立电子连接。例如有独特的电子性质的富勒烯，已经允许在建设分子整流器和晶体三极管时，可以以多种状态存在。碳纳米管在建设分子电路和场效应晶体管方面具有很大的潜力。另一方面，石墨烯不仅是代替ITO组成透明电极的最有前景的材料，同时它也展现了它的量子霍尔效应和电导特性。本论文主要体现了碳纳米材料在分子电子学中最近的发展状况。
关键词：碳纳米材料；分子电导；分子电子学；单分子电子器件
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ABSTRACT
As the growing complexity of electronic devices, the top-down method used with silicon based technology is facing both technological and physical challenges. Carbon-based nanomaterials are good candidates to be used in the development of electronic circuitry using the bottom-up approach, because they have semiconductor properties and dimensions within the required physical limit to construct electrical connections. For example, the unique electronic properties of fullerenes have made the construction of molecular rectifiers and molecular transistors that can work with more than two logical states. Carbon nanotubes have shown their values to be used in the construction of molecular wires and FET transistors that can operate in the THz frequency bias range. On the other hand, graphene is not only the most promising material for replacing ITO in the construction of transparent electrodes but it has also shown quantum Hall effect and quantum conductance properties that depend upon the edges or chemical doping. The purpose of this work is to present recent developments on the utilization carbon nanomaterials in molecular electronics.
Keywords：Carbon nanomaterials；Molecular conductance；Molecular electronics；Unimolecular electronic devices
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目录
摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT ...................................................................................................................... II 1 前言 .. (1)
1.1碳纳米材料的类型和形状 (2)
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2 富勒烯 (3)
2.1富勒烯的制备 (3)
2.2 富勒烯的氧化还原性能 (4)
2.3 单个富勒烯分子的电子输运性质 (5)
2.4 富勒烯单分子器件 (6)
2.4.1 分子导线和供体-受体系统 (6)
2.4.2 分子整流管 (8)
2.4.3 晶体管 (8)
2.5 总结与未来的方向 (9)
3 碳纳米管 (10)
3.1 碳纳米管的制备和提纯 (10)
3.2 碳纳米管的电化学性质 (10)
3.3 碳纳米管的电荷传输性质 (11)
3.4 碳纳米管器件 (11)
3.4.1 碳纳米管作为连接体 (11)
3.4.2 碳纳米管晶体管 (12)
3.5 集成电路与未来的方向 (12)
4 石墨烯 (13)
4.1 简介 (13)
4.2 性质 (13)
4.2.1 单分子和双分子层石墨烯 (13)
4.2.2 多分子层石墨烯 (14)
4.3 有机光电子的应用 (14)
4.4 总结和未来的方向 (15)
结论 (16)
参考文献 (17)
致谢 (19)
附录 (20)
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1 前言
伴随着日益复杂的电子技术产品的发展，过去自上而下都依赖的硅基技术正面临着技术方面和物理方面的双层挑战[1-2]。相比之下，用小分子采用自下而上的方法构造电路正变得越来越受关注。分子所以被用作电子设备的理想候选材料，是因为它们可以用人们熟知并且简单的方法来制备合成。在2003年，TAO和他的合作者采用扫描隧道显微镜的方法（STM），测出了多种有机分子的电导[3]。电导的直方图显示出来的峰值是量子电导G0（=2e2/h=77 μS）的1/100的整数倍,这取决于电极之间分子形成稳定连结的数目（见图1.1）。
图1.1（a，b）单分子电导实验示意图；（c，d）相
应的实验结果
2005年，同一研究小组报道了将一个有机分子作为一个分子晶体管的方法，并且通过分子的电流可以由栅极电压（Vg）进行控制[4]。随着电压的减小，电流增加，当电压减小为-0.65V时，电流会发生大幅度的增加。对照试验表明电流对栅极电压没有依赖关系，进一步证明了晶体管的一些性质。
碳基纳米材料是建设分子集成电路很好的候选材料，因为它们具有半导体的性质，并且物理尺寸很小[5]。许多研究人员已经测量出单个分子的电导系数，并了解了
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它们内在的化学性质。例如，Venkataraman在2006年，证明了随着苯基团中分子之间转动角度的增加，联苯化合物的电导系数会减小[6]。
1.1 碳纳米材料的类型和形状
随着富勒烯[7]的发现，碳纳米材料的家族一直不断的在壮大（见图1.2），富勒烯的发现紧随其后的是多壁(MWCNTs)和单壁的碳纳米管(SWCNTs)。通过电阻蒸发石墨时，在炭黑中发现了“洋葱”结构的同心多壳层富勒烯，通过对纳米金刚石高温淬火[8]，或者是水下电弧放电[9]，有机溶剂[10]，液氮[11]等方法，它们还能形成无定形碳和碳纳米管。其它突出的纳米结构，如奈米角型碳管(CNHs)，是在室温下将二氧化碳通过激光消融的碳在没有金属催化剂的条件下形成的。通过质谱分析法发现富勒烯之后，内嵌金属富勒烯接着被发现，它们的内嵌性质几年后就被确认。原子团簇也被定义在在富勒烯的范围之内，也许这个集团中最重要的家族要属三金属氮化物内嵌金属富勒烯(TNT-EMFs)。而且金属氧化物、金属碳化物、金属硫化物也能内嵌到富勒烯碳笼中。
图1.2碳纳米材料代表性的例子。空笼富勒烯（a）C60；（b）C70；内嵌富勒烯（c）La2@I h-C80；（d）Lu3N@I h-C80；（e）石墨烯片；（f）锯齿状的单壁碳纳米管；（g）扶手椅状的单壁碳纳米管；（h）对
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称性的固碳纳米管；（i）奈纳米角碳管（j）嵌套碳
笼
2 富勒烯
2.1 富勒烯制备
富勒烯是在用激光诱导石墨蒸发的时候首次被发现的，然而，第一次制备富勒烯却是用电弧放电蒸发石墨实现的[12-15]，如图2.1所示。
图2.1电弧放电反应器制备富勒烯
它是由真空出口管、电机、电源、气体出口、等离子体、石墨棒含有的金属氧
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化物正极、石墨负极、水出口等部分组成。现在，碳氢化合物是制备空笼富勒烯的最好的原料。位于日本的世界上最大的富勒烯制造厂也使用这种原料。这种火焰是由燃烧碳氢化合物的一部分形成的；因此，它的反应温度取决于碳氢化合物和氧气的比例，通常低于2000K。这种方法的主要优点是，它是一个连续的过程并且整体能耗低。然而，由于火焰的产生也限制了该方法的适用范围；因此，在实验室制备富勒烯时电弧放电的方法是优先考虑使用的。电极之间间隙的距离，不仅影响等离子体的电气特性，同时也影响辐射水平和等离子体与周围环境的热交换。
其它参数，如金属添加，等离子气体和温度都相对独立和容易调节的，因此用多个相同的电弧放电反应器来制备大量的碳纳米材料变成了现实。粉末状的金属或金属氧化物可以填充在石墨棒中，从而导致内嵌金属富勒烯的形成。同时，如果在电弧放电时控制反应气体，不同的团簇还可以合并内嵌到富勒烯碳笼中。盐类或有机分子可以用作包装材料，多元化的产品能够从电弧放电过程中直接获得。
2.2 富勒烯的氧化还原性能
早期的理论计算建立在C60有一个低能级的LUMO轨道，并且是三重简并，因此能够接受6个以上电子的减少[16]。在电化学实验中，甲苯与乙腈的比例为5：1，并且溶剂混合物的温度为-10℃时，C60的电化学性质才可能检测出来（见图2.2）。
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图2.2 (a)C60富勒烯的电化学性能，循环伏安法（上）和差分脉冲电化学伏安法（下）；（b) 富勒烯吸收6个电子（红色箭头）后的HOMO和LUMO轨道示意
图
对于C70，可以预测它的LUMO轨道是二重简并，因此可以吸收四个电子，LUMO 和LUMO+1轨道的能量差是很小的。对于C60，可以观察到六个可逆的还原过程。在氧化扫描过程中，使用1,1,2,2-四氯乙烷作为溶剂，观察到一个氧化可逆过程的是C60，两个氧化过程的是C70，通过计算第一次能量下降和第一次氧化过程发生时的能差，可以得出C60和C70的HOMO–LUMO能隙分别为2.32 eV 和2.22 eV，这些发现体现了C60和C70丰富的氧化还原性。更大的空笼富勒烯的氧化还原性同样丰富，用于区分不同的同分异构体，它已经成为一个重要的技术方法。
对于TNT-EMFs的电化学性质，M3N@ C2n（n>39）不同于空笼富勒烯，这是碳笼的结构不同和金属团簇与碳笼之间的相互作用导致的（见图2.3）。因此，还原过程是化学可逆，电化学不可逆的。由于HOMO轨道主要位于三金属氮化物团簇中，氧化过程发生在低电位，HOMO–LUMO能隙的很小的。内嵌金属富勒烯M@C2n显示出类似的性质，它的HOMO–LUMO能隙更小。
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图2.3 (a)C60 (上) 和Sc3N@Ih-C80（下）的循环伏安
曲线；
（b)C60和Sc3N@I h-C80的HOMO-LUMO原理能量
图。
2.3 单个富勒烯分子的电子输运性质
为了更好的了解单个富勒烯分子的电子传输性质, 从而探索设备应用的可能性，
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研究单个的富勒烯分子连接到两极的电流电压特征是非常重要的。实验上采用STM 的方法研究电荷通过单个C60分子的传输。C60分子的研究有两种不同的方法。第一种方法，C60分子沉积在金属表面，一个分子与STM针尖接触，这样就产生了一个栅栏隧道结。C60富勒烯具有2 V以上的能隙，因此，它在室温下是绝缘体，但它有一个低能量的LUMO能级，所以，当C60分子与金属电极接触，可以发生电荷转移并且电导可以通过LUMO轨道确定。其它理论研究已经预测，通过内嵌富勒烯的电荷传输，不同于依赖封装原子性质的空笼富勒烯，因为电荷传输的主要渠道可能是富勒烯碳笼或封装原子。这些差异可以用的在未来的纳米器件，用于控制电流。
在第二个实验方法中，C60分子沉积在一个绝缘的自组装单层上面，这样就产生了一对串联的栅栏隧道结，并且共用一个电极。
2.4 富勒烯单分子器件
2.4.1 分子导线和供体-受体系统
富勒烯独特的性质，在建设照片感应电荷传输系统时，它们是用作电子受体很好的候选材料，这要由于它们的低能量和三重简并的LUMO轨道，可以很容易的吸收电子[17]。另一个重要的属性是，它们在重组后减少的能量非常少，因为其刚性球面的几何结构和电子离域贯穿于整个分子。根据Marcus的电子转移理论，低能量的重组有利于电荷分离，并且能延缓电荷重组，从而使电荷长时间处于分离状态。因此，许多的富勒烯和富勒烯衍生物已经研究用作电子受体材料（见图2.4）。
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图2.4 富勒烯分子衍生物
连接供体和受体的桥在许多关键方面起着至关重要的作用。例如，它们可以在电荷转移过程中消除扩散。桥的化学性质和长度比供受体的分离、定位、重叠和拓扑更加重要。有三种不同的情况，第一种是供体和受体部分由一个绝缘桥连接（见图2.5 a）。绝缘桥能阻止干扰重组和电荷传输，所以具有优越性，而导体桥可能由于本身的化学性质影响电导或电荷传输。
结构不同的分子的氧化还原过程中，几个短距离的电荷分离过程可以代替一个长距离的电荷传输（见图2.5 b）
最后一种情况，采用高度共轭的分子作为分子导线来连接供体和受体（见图2.5 c）。在这种情况下，电荷分离过程主要是由供受体与连接轨道之间的重叠程度控制。在这样的系统中，电荷分离通常发生在LUMO轨道中，并且依赖于LUMO轨道的能级水平。相反，电荷重组通常发生在HOMO轨道中。
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图2.5 供体和受体的桥式连结。(a)绝缘桥；(b)氧化还原梯度桥；(c)高度共轭桥
2.4.2 整流器
通过分子整流能产生三种不同的现象。第一种，由于肖特基势垒，可以在有机金属界面形成表面偶极子。第二种发生在LUMO轨道，它在传导过程中首先被存储，放在两个金属电极和第三个电极中间，电子转移发生在分子内的HOMO和LUMO轨道之间。最后一种是真正的分子整流，最初由Aviram 和Ratner提出。对N掺杂和P 掺杂富勒烯的理论研究表明，这些材料可被用于制备一种经典的N-P结，也就是二极管。
二甲基苯胺基- 氮杂-[C60]富勒烯有两种不同的整流表现，将它放在两个镀金电极之间，用LB超薄分子膜技术可以观察到。在低电位，可使分子整流比率为2。但是，如果在较高的电位，1.5V时整流比率可以达到20000。
2.4.3 晶体管
生成C60的第一个设备可以认为是一个晶体管，因为它用机电放大器来实现电压放大，一个单一的C60加上STM指针，连接到压电传动装置[18]（见图2.6）。输入电压施加到压电传动装置，阻止C60分子在铜的表面形成沉积，从而改变了约两个数量级的电导特性，对应约0.2 nm的变形。该设备可以承受高达几微安的电流，更重要的是，结果证明了对单分子C60晶体管进行构造和建设的可行性（见图2.7）。
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图2.6（a)单分子C 60机电放大器原理图
；(b)机电放
大原理图表示的开关状态
图2.7（a ）机电单分子晶体管原理图 （b ）C 60放大
器平面图
单分子C 60晶体管也能通过沉积制造C 60甲苯溶液，甚至可以稀释一对黄金电极。整个结构建立在一个绝缘的二氧化硅层的掺杂硅晶片上，用栅电极调节C 60分子的静
电势。得到的电流电压图解释了在频率为1.2THZ时，C60分子通过纳米机械振荡，阻止它的金电极表面形成沉积。
2.5 总结与未来的方向
富勒烯分子显示了它们在构建纳米级电子器件方面的巨大潜力，因为它们有容易吸收电子的LUMO轨道，它们的球形结构可以很好地实现自组装过程。与其它的碳纳米材料相比，富勒烯具有明确的结构，并可以利用完善的化学方法进行高纯度的分离。随着富勒烯家族中新成员的发现和多样性的增加，新的特性也逐渐呈现。
3 碳纳米管
采用电弧放电技术制备富勒烯，在阴极沉积形成过程中，多壁碳纳米管被发现。单壁碳纳米管的形成发生在有金属催化剂存在的电弧放电过程中。由于它们的发现和独特的性质，很多应用已经建议采用碳纳米管。例如它们的拉伸强度，远远高于钢。此外，它们的电子特性更有吸引力。单壁碳纳米管就像是石墨烯片卷起形成的管状物。由于石墨烯片具有碳原子的蜂窝结构，不同的石墨烯片能卷起不同的结构。但是，形成的每一种碳纳米管，都可以用Hamada的命名来区别[19]。
在它的命名系统中，将一个正六边形的中心选为原点（0，0），与另一个六边形的中心（M，N）叠加，形成碳纳米管。有三种类型的碳纳米管。如果石墨烯片沿着中心轴线卷起，就会产生扶手椅形碳纳米管（m=n）或者是锯齿形碳纳米管（m=0）。如果石墨烯片沿其它的方向（m，n）卷起，就会产生手性对称的碳纳米管，手性取
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决于石墨烯片向上或向下卷起的方向。
3.1 碳纳米管的制备和提纯
用掺杂金属催化剂的石墨棒通过电弧放电来制备单壁碳纳米管发现之后，为了研究出生产大量碳纳米材料的其它的方法，人们付出了很大的努力。主要有以下三种方法：电弧放电法，激光消融法和化学气相沉淀法（CVD)。同时，通过火焰制备碳纳米管也越来越受到关注。用电弧放电制备碳纳米管，用类似的方法也可以制备富勒烯；掺杂的石墨阳极，在压力为500-600毫巴，电流为100-500A的氦气中可以被蒸发掉。碳纳米管只有在金属催化剂存在的条件下才会形成，其中大部分积累在阴极并且形成不断增长的沉淀。金属催化剂的使用多种多样，重量百分含量为1的钇和4.2的镍混合物是产量最高的催化剂[20]。
3.2 碳纳米管的电化学性质
了解碳纳米管的电化学性能对于设计电子产品是非常重要的；然而，将碳纳米管作为单独的实体或个体来研究它的电化学性能已经遇到了很多困难。碳纳米管样品的溶解度极低，电解质溶液的离子强度，表面活性剂的干扰和水介质中有限的电化学窗口都阻碍了碳纳米管电化学性能的研究。在水和有机电解质中研究碳纳米管的电化学性能，阴极扫描是显示有持续增加的电流产生，这反映了不同的碳纳米管是以一种复杂混合物的状态存在。第一次在溶液中研究电化学性质是用可溶性的吡咯烷碳纳米管样品。这些衍生物显示出的不可逆的还原性质，取决于这些功能化的碳纳米管在电极表面的分解。理论计算表明，碳纳米管的电化学性能显著影响着它的电子态的能量。
3.3 碳纳米管的电荷传输性质
单壁碳纳米管导电性能的预测依赖于它的螺旋性和直径。同样，碳纳米管表现金属性还是半导体性也取决于碳纳米管管是如何螺旋卷起的。扶手椅状碳纳米管体现金属性，其它的碳纳米管则体现半导体性。碳纳米管连接点的电导取决于碳纳米管与金属的接触程度。第一次测量碳纳米管的电导是将一个金属纳米管接在Si/SiO2基片顶部的两个铂电极之间，观察到个别金属单壁碳纳米管表现为量子态。将放置在附近的第三个电极作为栅电极，电导在室温下对金属纳米管的栅极电压有较小的依赖性。金属纳米管的电导超过了最知名的金属的电导。
多壁碳纳米管的电导是量子化的。半导体纳米管的电导取决于栅电极的电压，
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它们的带隙是直径和螺旋度的一个函数，半导体纳米管的ON / OFF比，在室温下通常是105，在极低的温度下可以达到107。
3.4 碳纳米管器件
3.4.1 碳纳米管作为连接体
分子电子器件的构建需要在分子水平进行连接。其中的一个最大的挑战就是将线或电极连接到分子。碳纳米管是一维的弹道电子导体，因此它们在运输电子时基本不需要消耗热量；所以这些性质可以用来建设真正的分子器件。有两种不同的方法可以来削减单壁碳纳米管的厚度，使纳米间隙达到2nm。第一种方法是将偏置电压加到两个电极并连接到碳纳米管，直到发生电子击穿。
图3.4.1：（a）通过电子束光刻定义在一个窗口
中的PMMA开口的单壁碳纳米管与氧等离子
体，来介绍单壁碳纳米管的切割；（b）单分子电路的整体建设示范示意图。
另外一种方法的碳纳米管是自旋图层的，并且覆盖有PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）膜，在膜上的定义一个“窗口”使用超高分辨率的电子束光刻技术；然后，将碳纳米管通过这个“窗口”使用氧等离子体进行蚀刻（见图3.1）。羧基酸组通常产生在碳纳米管被切割的点处。它们很容易被转换成酰卤与胺反应后产生的酰胺键，可以用于连接单壁碳纳米管的共价键和其它分子。理论计算表明，碳纳米管很适合在分子能级和费米能级之间建立良好的连接。碳纳米管同样有潜力应用于原子力显微镜（AFM)，但是目前还没有被广泛的采用。
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3.4.2 碳纳米晶体管
几年以前，半导体单壁碳纳米管场效应晶体管已经能够在室温下进行操作构建，并且在太赫兹范围内的操作是可以预测的。这些早期的器件有p型半导体的性质；这种性质并不是纳米管固有的，基于场效应晶体管的P型碳纳米管，通过真空下退火处理或与碱金属的化学掺杂或其它的还原剂等方法处理，可以变为n型碳纳米管。但是，碱金属掺杂的方法并不完全可靠，制作复杂的电子器件仍然是个很大的挑战。现在这个问题已经可以通过选择合适的电极材料来解决，p型碳纳米管用Pd（钯），n型碳纳米管用Sc（钪）来作为电极，这种方法的缺点在于Sc的价格比黄金的价格还要贵5倍，但Sc是可以用Y（钇）来代替，Y的价格比Sc便宜1000倍，并且可以达到相同的效果。
基于场效应管的碳纳米管在很多方面优于当前的场效应晶体管；碳纳米管最重要的一个特性是弹道电子运输，使构造场效应管成为可能，并且能够在很高的频率下进行操作，使它们可以适用于下一代电子器件。单壁碳纳米管晶体管已经证明可以在微波频率下进行操作，并且在太赫兹频率范围内的操作也得到了证明。
3.5 集成电路与未来的方向
在室温下碳纳米管的基础研究揭示了很多重要的性能，包括它的电子迁移率超过所有已知的半导体和对强电流的承载能力。尽管报道中采用使用单壁碳纳米晶体管对电子电路进行构建和操作，但是使用单个碳纳米晶体管来构建复杂的设备仍需要进一步发展，因为合成和精确定位大量几何均匀的碳纳米管是非常困难的，很多研究小组已经在这个方向取得了很大的进展，未来是很有前景的。合成和操作的基本原理已经很清楚，未来的发展可能要依赖于化学家，取决于他们能否找到一种方法，要么让选择性合成在更高的尺度，要么找到一种净化提纯更有效的方法，或者是两者结合的方法。
4 石墨烯
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树脂基碳纤维复合材料项目 可行性方案 规划设计/投资分析/产业运营
摘要说明— 碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体，以树脂基、陶瓷基、金属 基等为基体制成的功能性材料，其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较 为广泛。 该树脂基碳纤维复合材料项目计划总投资8358.19万元，其中：固定 资产投资6937.82万元，占项目总投资的83.01%；流动资金1420.37万元，占项目总投资的16.99%。 达产年营业收入12184.00万元，总成本费用9189.44万元，税金及附 加164.13万元，利润总额2994.56万元，利税总额3571.73万元，税后净 利润2245.92万元，达产年纳税总额1325.81万元；达产年投资利润率 35.83%，投资利税率42.73%，投资回报率26.87%，全部投资回收期5.22年，提供就业职位165个。 报告内容：项目概论、项目建设背景、项目市场前景分析、项目建设 方案、选址评价、土建工程、工艺说明、环境影响概况、安全管理、建设 及运营风险分析、项目节能可行性分析、项目进度说明、项目投资可行性 分析、盈利能力分析、结论等。 规划设计/投资分析/产业运营
树脂基碳纤维复合材料项目可行性方案目录 第一章项目概论 第二章项目建设背景 第三章项目建设方案 第四章选址评价 第五章土建工程 第六章工艺说明 第七章环境影响概况 第八章安全管理 第九章建设及运营风险分析 第十章项目节能可行性分析 第十一章项目进度说明 第十二章项目投资可行性分析 第十三章盈利能力分析 第十四章招标方案 第十五章结论
第一章项目概论 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx公司 （二）公司简介 未来，在保持健康、稳定、快速、持续发展的同时，公司以“和谐发展”为目标，践行社会责任，秉承“责任、公平、开放、求实”的企业责任，服务全国。公司将“以运营服务业带动制造业，以制造业支持运营服 务业”经营模式，树立起双向融合的新格局，全面系统化扩展经营领域。 公司为以适应本土化需求为导向，高度整合全球供应链。 公司已拥有ISO/TS16949质量管理体系以及ISO14001环境管理体系， 以及ERP生产管理系统，并具有国际先进的自动化生产线及实验测试设备。公司坚持走“专、精、特、新”的发展道路，不断推动转型升级，使产品 在全球市场拥有一流的竞争力。 公司正处于快速发展阶段，特别是随着新项目的建设及未来产能扩张，将需要大量专业技术人才充实到建设、生产、研发、销售、管理等环节中。作为一家民营企业，公司在吸引高端人才方面不具备明显优势。未来公司 将通过自我培养和外部引进来壮大公司的高端人才队伍，提升公司的技术 创新能力。公司通过了ISO质量管理体系认证，并严格按照上述管理体系
碳基复合材料研究现状及发展趋势 摘要：碳基复合材料由于其优异的各项性能在航空航天工业、能源技术、信息技术等方面有着很好的应用前景，国内外对高性能复合材料的研究也日趋加深，本文主要从材料的性能来分析其应用及其在未来主要领域的发展趋势。 1 碳基复合材料的特点 碳纤维增强碳复合材料（碳基复合材料，C/C）是具有特殊性能的新型工程材料，是以碳或石墨纤维为增强体，碳或石墨为基体复合而成的材料。碳基复合材料几乎完全是由碳元素组成，故能承受极高的温度和极大的加热速度。该材料具有极高的烧蚀热、低的烧蚀率、抗热冲击，并在超热环境下有高强度，被认为是再入环境中高性能的抗烧蚀材料。它抗热冲击和抗烧诱导能力极强，且具有良好的化学惰性。碳基复合材料做导弹的鼻锥时，烧蚀率低且烧蚀均匀，从而可提高导弹的突防能力和命中率。碳基复合材料还具有优异的耐磨差性能和高的导热，使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。 碳基复合材料不仅具有其它复合材料的优点，同时又有很多独到之处。碳基复合材料的特点如下： （1）整个系统均由碳元素构成，由于碳原子彼此间具有极强的亲和力，使碳基复合材料无论在低温下还是在高温下，都有很好的稳定性。同时，碳素材料高熔点的本性，赋予了该材料优异的耐热性，可以经受住2000℃左右的高温，是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料。更重要的是碳基复合材料随着温度的升高，其强度不降低，甚至比室温还高，这是其他材料无法比拟的。 （2）密度低（小于2.0g/cm3），仅为镍基高温合金的1/4，陶瓷材料的1/2。 （3）抗烧蚀性能良好，烧蚀均匀可以用于3000 ℃以上高温短时间烧蚀的环境中，可作为火箭发动机喷管、喉衬等材料。 （4）耐摩擦，耐磨损性能优异，其摩擦系数很小，性能稳定，是各种耐磨和摩擦部件的最佳候选材料。 （5）良好的生物相容性，具有与人体骨骼相当的密度和模量，在人体骨骼修复与替代材料方面具有较好的应用前景。 2 碳基复合材料的制备工艺 碳基复合材料制备过程包括：增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体
先进碳基复合材料行业下游需求旺盛，发展空间较大（附报告目录） 1、先进碳基复合材料产业链介绍 先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品（碳纤维增强基体碳）、碳/陶复合材料产品（碳纤维增强碳化硅）等。 相关报告：北京普华有策信息咨询有限公司《2020-2026年先进碳基复合材料行业专项调研及投资战略规划报告》 碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维、在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构、含碳量在90%以上的无机高分子纤维。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比强度和比模量的纤维，拥有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、可复合性强等一系列优良性能。 先进碳基复合材料产业链 资料来源：普华有策市场研究中心 （1）碳/碳复合材料 碳/碳复合材料是制造高温热场部件和摩擦部件的最佳候选材料，被认为是21世纪最具潜力的高温结构材料之一。 碳/碳复合材料自20世纪60年代被发明以来，受到军事、航空航天、以及核能工业领域的极大关注。 当前，碳/碳复合材料研究的焦点主要集中在低成本制备、抗氧化、以及性能、结构的多样
化等方面，其中，以高性能、低成本的碳/碳复合材料制备技术为研究的重点。化学气相沉积法是制备高性能碳/碳复合材料的首选方法，被广泛用于碳/碳复合材料制品的工业化生产，但是该技术工艺时间长，因而生产成本高昂。改进制备碳/碳复合材料的生产工艺，研制低成本、高性能、大尺寸、复杂结构的碳/碳复合材料，是促进该材料产业化应用的关键，是目前碳/碳复合材料的主要发展趋势。 （2）碳/陶复合材料 碳/陶复合材料是指由碳纤维作为增强体，碳化硅作为连续基体的一类新型复合材料。是公认的理想高温结构材料和摩擦材料之一。 碳/陶复合材料作为热防护材料也有着广泛的应用。碳/陶复合材料的主要基体成分碳化硅具有耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点，能满足1,650°C高温使用，可用于航天飞机的热防护系统，冲压发动机、航天器推进室等部件和产品。在光伏和半导体领域，相比于现有纯碳基的热场部件，碳/陶复合材料具有更好的抗硅蒸汽腐蚀能力，在碳/碳复合材料表面形成涂层，能有效防护SiO、Si等对碳纤维的侵蚀，大幅提高产品的使用寿命。 我国从20世纪80年代开始对作为航空航天结构部件的碳/陶复合材料开展研究，并取得了较大进展；但作为制动摩擦材料，直到21世纪初期，国内才开始进行关注。目前，经过科研创新与技术积累，国内少数企业已经具备了制备碳/陶复合材料的相关技术和工艺，低成本、规模化的制备工艺成为目前碳/陶复合材料的研究重点和发展趋势。 国外目前主要生产碳/陶复合材料的厂家有Aircraft Braking Systems Corporation、Honeywell、Brembo SGL等企业，这些企业生产的产品主要集中摩擦材料领域，应用于飞机和汽车刹车系统。Brembo SGL在高性能汽车制动系统的设计、开发、生产和销售等方面实现了产业化，其2018年销售额为1.82亿欧元。目前，国内少数企业已经具备了制备碳/陶复合材料的相关技术和工艺。 2、先进碳基复合材料的下游需求分析 （1）半导体 半导体制造材料主要包括硅片、电子气体、光掩模、光刻胶配套化学品等，2018年硅片的销售额为117.08亿美元，占全球半导体材料行业36.78%。 随着中国半导体制造技术的不断进步与半导体制造生产线投产，中国大陆半导体硅片销售额从2016年的5亿美元上升至2018年的9.96亿美元，年均复合增长率达到41.1%，步入快速发展阶段。 硅是目前最重要的半导体材料，全球95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材
ChuZhou Vocational Technology College 高分子材料应用技术专业 毕业论文 课题名称：多层共挤高阻隔薄膜的工艺流程 学号：QQ：359973519 班级：09级高分子材料应用技术 姓名： DChris 指导教师：老师好 2011年10月30日
目录 摘要 前言 第一章多层共挤高阻隔薄膜的概述 第一节高阻隔薄膜的概念及特点 1.1.1 概念 1.1.2 产品特点 1.1.3 应用方向 第二节高阻隔薄膜产品的成分 1.2.1 阻隔树脂 1.2.2 肉类包装膜（七层高阻隔薄膜）结构分析 1.2.3 EVOH的性能与特点 第三节肉类包装膜 1.3.1 肉品包装的必要性 1.3.2 肉类包装膜产品特点 第二章多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺 第一节多层共挤高阻隔薄膜的工艺介绍 2.1.1 生产工艺 2.1.2 工艺特点 第二节多层共挤高阻隔薄膜的生产原理及设备 2.2.1 原材料的选择和质量控制 2.2.2 生产设备（七层共挤吹塑薄膜的机组设备及型号）第三节肉类包装膜的生产工艺流程 2.3.1 多层共挤包装薄膜（肉类包装膜）成型原理 2.3.2 生产工艺 2.3.3 生产工艺流程示意图及设备 第四节影响阻隔性的主要因素 第三章多层共挤高阻隔薄膜的展望 第一节肉类高阻隔薄膜的发展趋势 3.1.1 肉类高阻隔薄膜的发展及展望 3.1.2 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术的发展趋势第四章多层共挤高阻隔薄膜的总结 指导老师评语 致谢 参考文献
多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺流程设计 摘要 本次的论文主要是讨论和研究多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺及应用方向，并特别举例介绍目前市场上所销售的肉类包装膜（火腿肠），其外包装即为七层共挤薄膜，具有很强的阻气阻油性能，市场需求量也很大。在叙述生产过程的同时，也对高阻隔薄膜的前景进行了分析讨论，目前在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 关键词：多层高阻隔薄膜工艺 前言 改革开放几十年来,我国塑料包装行业得到稳步的高速发展,已经从一个初期分散性的行业发展成为独立的、产品门类齐全的现代化产业体系，对塑料制品的年均需求增长率在不断攀升。塑料制品行业成为了增长速度最快,是具有广阔发展前景的朝阳产业。其中,薄膜是用量最大的塑料包装材料,由于其无毒、质轻、包装美观、成本低的特点,因而应用领域在不断拓展,几乎渗透到工农产品和日常生活用品的各个方面,塑料包装薄膜行业的投资正在快速增长。因此,把握国际、国内塑料包装薄膜的技术和市场发展的总体趋势,对于审时度势地进行前瞻性正确决策具有重要现实意义。 随着社会的发展和人们生活水平的提高,产品的分类越来越细,对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上,而是要根据产品的特点和市场的需求,朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来,技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显,高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标,其包装功能是多样的,除对一般薄膜的抗静电、抗粘连要求外,主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能,如适应香烟和饮料包装挺括性与紧贴性需要的热收缩性、适应蔬菜和水果包装需要的透气性、适应电子元件包装需要的导电性、适应可透视包装需要的高光学性能、适应金属设备和仪器包装需要的防锈性以及日益在食品、化妆品、医药方面广泛需要的阻隔性和抗菌性等,薄膜的功能化提高了产品的附加值。 其中阻隔性塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 近年来,在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长;而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%,尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视,但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用,消费市场巨大,有很大的发展空间,发展速度也很快,国内许多相关企业都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求,认真研究相关的包装市场,找准切入点,以期有所收获。综观阻隔性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有一点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻隔性原料树脂,还是阻隔性薄膜的生产设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然
环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺 环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料是CF增强复合材料的一个重要分支。近年来，随着人们对EP/CF复合材料认识的不断深入，其优异的性能不断凸现，促使其用量不断上升。20世纪70年代以前，EP/CF复合材料被视为昂贵的材料，价格约为玻璃纤维(GF)增强复合材料的10倍，只用于军工、宇航等尖端技术行业。20世纪80年代以后，CF工业和EP工业迅速发展，EP/CF复合技术不断进步，加入到EP中的CF比例不断上升，目前CF的体积分数已可达60%以上，使EP/CF复合材料的质量提高而价格下降，拓宽了其应用领域，进一步促进了EP/CF复合材料的发展。 1 CF及其EP复合材料的基本特点 1.1 CF的特点和基本成分 CF主要是由碳元素组成，其含碳量一般在90%以上。CP具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，与一般碳素材料不同的是，其各向异性显著，柔软，可加工成各种织物，沿纤维轴向表现出很高的强度。制备CF的主要原材料有人造丝(粘胶纤维)、聚丙烯腈(PAN)纤维和沥青等。通常制备高强度、高模量CF多选用PAN为原料。制备CF需经过拉丝、牵伸、稳定、炭化、石墨化5个阶段。 1.2 EP基体的作用 EP具有优良的加工性能和力学性能，其固化收缩率低，粘结性能优异。复合材料中EP的主要作用是把CF粘在一起，分配CF间的载荷，保护CF不受环境影响。 1.3 EP/CF复合材料的特性 EP/CF复合材料的特性主要取决于CF、EP及EP与CF之间的粘结特性。EP/CF复合材料具有优异的性能，与钢相比，EP/CF复合材料的比强度为钢的4.8-7.2倍，比模量为钢的3.1-4.2倍，疲劳强度约为钢的2.5倍、铝的3.3倍，而且高温性能好，工作温度达400℃时其强度与模量基本保持不变。此外还具有密度和线膨胀系数小、耐腐蚀、抗蠕变、整体性好、抗分层、抗冲击等，在现有结构材料中，其比强度、比模量综合指标最高。在加工成型过程中EP/CF复合材料具有易大面积整体成型、成型稳定等独特的优点。 2 EP/CF复合材料的成型工艺 2.1 手糊成型 手糊成型是依次在模具型腔表面涂布或铺迭脱模剂、胶衣、粘度适中的EP(胶衣凝胶后涂覆)和CF，手持辊子或刷子使EP浸渍CP，并驱除气泡，压实基层。铺层操作反复多次，直到达到制品的设计厚度。该工艺的主要优点是可室温成型，设备投资少，模具折旧费低；可制造大型制品。主要缺点是属于劳动密集型生产，制品质量由工人技术熟练程度决定；手糊用树脂分子量低，通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
树脂基碳纤维复合材料项目 可行性报告 规划设计/投资分析/实施方案
树脂基碳纤维复合材料项目可行性报告 碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体，以树脂基、陶瓷基、金属 基等为基体制成的功能性材料，其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较 为广泛。 该树脂基碳纤维复合材料项目计划总投资8203.97万元，其中：固定 资产投资6444.75万元，占项目总投资的78.56%；流动资金1759.22万元，占项目总投资的21.44%。 达产年营业收入15315.00万元，总成本费用12042.78万元，税金及 附加141.99万元，利润总额3272.22万元，利税总额3865.55万元，税后 净利润2454.16万元，达产年纳税总额1411.38万元；达产年投资利润率39.89%，投资利税率47.12%，投资回报率29.91%，全部投资回收期4.84年，提供就业职位248个。 坚持“实事求是”原则。项目承办单位的管理决策层要以求实、科学 的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到技术先进、可靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以客观公正立场、科 学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。 ......
树脂基碳纤维复合材料项目可行性报告目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
高分子材料本科毕业论文选题 (1) 高分子材料在印花涂料中的应用 (2) 体现区域经济特色的高分子材料方向工学硕士的培养 (3) 高分子材料与工程：接地气的材料学 (4) 新型高分子材料在采空区漏风治理的应用 (5) 高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势 (6) 天然高分子材料在阻燃技术中的研究进展 (7) 高分子材料成型加工技术及应用 (8) 地方应用型本科院校高分子材料与工程专业认证体系的构建与实践 (9) 《药用高分子材料学》创新型实验教学的探索 (10) 浅析高分子材料成型加工技术 (11) 高分子材料成型及其控制 (12) 高分子材料耐候性试验中的紫外辐射测定方法研究 (13) 对高分子材料成型加工技术关键点的分析 (14) 《药用高分子材料》课程教学中若干问题探讨 (15) 农业院校《药用高分子材料》教学探讨 (16) 高分子材料与工程专业生产实习问题调查及对策 (17) 高分子材料三防技术研究 (18) 高分子材料的老化及防老化研究 (19) 浅谈高分子材料成型及其控制技术 (20) 高分子材料的发展及应用 (21) 混凝土节水保湿高分子材料养护膜在渠道衬砌工程中的应用
(22) 高分子材料合成与应用中的绿色战略 (23) 新型高分子材料与应用探析 (24) 高分子材料，“罢工”脏器的好替身 (25) 试析高分子材料成型加工技术 (26) 热致型形状记忆高分子材料研究 (27) 生物可降解高分子材料的研究 (28) 改善高分子材料课程教学效果的几点措施 (29) 高分子材料的金属化 (30) “理实一体化”在高分子材料加工原理课程教学中的应用研究 (31) 高分子材料与工程专业人才培养模式的探究 (32) 导热高分子材料的研究与应用分析 (33) 聚乳酸高分子材料的生物安全性评价 (34) 浅谈高分子材料抗静电剂ASA (35) 高分子材料加工技术专业“理实一体化”实训室建设的探索 (36) 功能高分子材料课程的教学实践与探索 (37) 《高分子材料性能测试》课程教学探析 (38) 浅析Pro/E软件在高分子材料中的应用 (39) 形状记忆高分子材料的研究进展 (40) 探讨功能高分子材料的应用 (41) 石墨炉原子吸收法快速测定聚醚酮酮特种高分子材料中铝离子 残留形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展 (42) 浅谈高分子材料与工程专业创新性实验能力的培养
碳纤维增强复合材料概述 摘要：本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍，详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。 关键字：碳纤维，复合材料，应用 Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials. Key words: carbon fiber, composite materials, applications 1.碳纤维增强复合材料介绍 复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料，按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料，到目前为止，主要的发展方向是结构复合材料，但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料（constituent materials），它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。对结构复合材料而言，组分材料包括基体和增强体，基体是复合材料中的连续相，其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷；增强体是复合材料中承载的主体，包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体，其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维，按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维，而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。 碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料，直径范围在6～8 μm 内，是近几十年发展起来的一种新型材料。目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类：聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维，分别用聚丙烯腈原丝（称之为前驱体）、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。通过碳化工艺，使纤维中的氢、
树脂基碳纤维复合材料项目 初步方案 规划设计/投资方案/产业运营
树脂基碳纤维复合材料项目初步方案说明 碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体，以树脂基、陶瓷基、金属基等为基体制成的功能性材料，其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较为广泛。 该树脂基碳纤维复合材料项目计划总投资3248.14万元，其中：固定资产投资2392.78万元，占项目总投资的73.67%；流动资金855.36万元，占项目总投资的26.33%。 达产年营业收入7006.00万元，总成本费用5332.20万元，税金及附加60.41万元，利润总额1673.80万元，利税总额1965.08万元，税后净利润1255.35万元，达产年纳税总额709.73万元；达产年投资利润率51.53%，投资利税率60.50%，投资回报率38.65%，全部投资回收期4.09年，提供就业职位125个。 坚持“三同时”原则，项目承办单位承办的项目，认真贯彻执行国家建设项目有关消防、安全、卫生、劳动保护和环境保护管理规定、规范，积极做到：同时设计、同时施工、同时投入运行，确保各种有害物达标排放，尽量减少环境污染，提高综合利用水平。 ......
报告主要内容：概况、项目背景及必要性、项目市场前景分析、产品及建设方案、项目选址方案、土建工程说明、项目工艺说明、环境影响概况、企业卫生、项目风险概况、节能分析、实施安排、投资方案、经济评价分析、项目结论等。
第一章概况 一、项目概况 （一）项目名称 树脂基碳纤维复合材料项目 碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体，以树脂基、陶瓷基、金属基等为基体制成的功能性材料，其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较为广泛。 （二）项目选址 xx产业示范中心 （三）项目用地规模 项目总用地面积8177.42平方米（折合约12.26亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数53.49%，建筑容积率1.19，建设区域绿化覆盖率6.59%，固定资产投资强度195.17万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积8177.42平方米，建筑物基底占地面积4374.10平方米，总建筑面积9731.13平方米，其中：规划建设主体工程7652.37平方米，项目规划绿化面积641.56平方米。
高分子材料毕业论文 第 1 页共 9 页 计算题 1. PA-66原纤维支数为4500支，在不断增加负荷的作用下，当负荷为8克时，纤维 被拉断。试求:a))特数旦数D)绝对强Tex力)相对强度PPDPT)断裂长 度)LPbcdef 强度极限σ(ρ=1.14) 2. 某腈纶厂生产的产品经测量其含湿率为2.5%。 a)试折合为回潮率为多少, b)若知回潮率为2%，那么该纤维的每1000公斤的标准重量是多少, 3. 已知某纤维厂生产PET长丝，规格为128支/3L根，试求a)该长丝的旦数，50米卷重 (1)单根纤维的旦数 (2) 单根纤维的断面直径是多少,(PE T:ρ=1.38) 4. PET的纺丝温度为286?，计量泵规格为0.6cm3/r，转速为15r/min，喷丝板孔径
为0.3mm，孔数为20孔，孔长为0.5mm，已知η0,210Pa.s，试求流经每孔的yw 0.78，η,140 Pa.s时，其yw和和压力降Δp。若为非牛顿流体，非牛顿指数n, Δp又为多少, 5. 聚丙烯腈的硫氰酸钠浓水溶液，已知其20?时的零切粘度为40Pa.S，非牛顿指 数为0.43，临界剪切速率为150S,1，粘流活化能为38KJ/mol，问: (1)20?时，把剪切速率提高到3×104S-1，其表观粘度为多少, (2)把该溶液提高到60?时其零切粘度为多少, 6. 涤纶纺丝工艺中所用工艺参数为:纺丝温度280?，吹风温度30?，纺丝线上固 -33化点温度80?,熔体密度ρ=1.20×10g/ ,熔体比热容cm容1.88kJ/kg?，卷绕丝密3-4度1.38 g/，空气cm导热系数J/cm.s.2.6×10?,泵供量365g/min，空气运动粘度 -521.6×1m/0s,卷绕速度1000m/min，喷丝板规格?0.25mm×400孔，L/D=2，求: (1)纺丝线固化点前的平均直径;(2)纺丝线固化点前的平均速度;(3)纺 丝线固化点前的平均给热系数;(4)固化时间。 337. PA6熔体纺丝条件为:熔体密度,卷绕高度1.0 4.5mg/cm，泵供量 /min2.，4 cm-6-33喷丝板孔径d0=0.076cm，空气粘度和密度分别 为:19.2×10Pa.s，和1.g/2×10，cm -42Cf=0.37Re-0.01,表面张力N/cm,在两种λ为5.0纺丝速度 (×10100m/min，
碳纤维复合材料 碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer, 简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料，简称碳纤维复合材料。 碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。 (1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高温的结构中，它是最轻的材料;高温的强度好，在2200oC时可保留室温强度;有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力-应变曲线呈现"假塑性效应"即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可达到原来的载荷水平。 (2)热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异。 (3)耐热烧蚀的性能好，热烧蚀性能是在热流作用下，由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部, C-C材料是一种升华-辐射型材料。 复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。 复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有高强度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。 碳纤维增强尼龙的特色 碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特色，与玻璃纤维比较，模量高3?5倍，因而是一种取得高刚性和高强度尼龙资料的优秀增强资料。碳纤维复合资料可分为长（接连）纤维增强和短纤维增强两大类。纤维长度可从300~400m 到几个毫米不等。曩昔10年中，大家在改善不一样品种的碳纤维复合资料加工办法和功能方面投入了许多的研讨。从预浸树脂到模塑法加工，从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型，在碳纤维复合资料及制品制造方面积累了许多成功的经历。当前普遍认为，长（接连）纤维有高强、高韧方面的优越性，短切纤维有加工性好的特色。因而，长碳纤维复合资料在加工上完善成型技术、短碳纤维复合资料进一步进步力学功能是碳纤维复合资料开展的方向。 依据碳纤维长度、外表处理方式及用量的不一样，还能够制备归纳功能优秀、导电功能各异的导电资料，如抗静电资料、电磁屏蔽资料、面状发热体资料、电极资料等。碳纤维增
高分子材料报告个人小结 最高分子材料与工程专业大学生 毕业个人总结优秀范文 在×××（改成自己高分子材料与工程就读的大学）高分子材料 与工程专业就读四年青春年华时光，匆匆而过。四年的时间足以证明了，我爱上了×××（改成自己高分子材料与工程就读的大学）的一草一木，一人一事。回想四年里有过多少酸甜苦辣、曾经高分子材料与工程班级里的欢声笑语，曾经期末考试备战中的辛勤汗水……所有的一切都历历在目。在高分子材料与工程专业各位老师的启发教导下，我在德智体方面全面发展，逐渐从幼稚走向成熟。 在思想政治上，我有坚定信念和正确的立场，热爱祖国，热爱党，认真学习、与时俱进。平时本人踊跃参加高分子材料与工程专业组织的各项社会公益活动，主动投入高分子材料与工程班级捐款救灾等活动行列，用微薄的力量，表达自己的爱心，争做合格有为青年。 学习方面，我努力认真地学好每一门高分子材料与工程专业课， 基本掌握了高分子材料与工程理论方面的一些基础知识以及高分子 材料与工程相关理论实践方面的一些实用技巧与技术。在校期间，我
非常注重高分子材料与工程专业知识和英语相结合方面能力的培养，通过了全国英语四级考试。四年的大学高分子材料与工程专业学习生 最高分子材料应用技术专业大学生 毕业个人总结优秀范文 在×××（改成自己高分子材料应用技术就读的大学）高分子材料应用技术专业就读四年青春年华时光，匆匆而过。四年的时间足以证明了，我爱上了×××（改成自己高分子材料应用技术就读的大学）的一草一木，一人一事。回想四年里有过多少酸甜苦辣、曾经高分子材料应用技术班级里的欢声笑语，曾经期末考试备战中的辛勤汗水……所有的一切都历历在目。在高分子材料应用技术专业各位老师的启发教导下，我在德智体方面全面发展，逐渐从幼稚走向成熟。 在思想政治上，我有坚定信念和正确的立场，热爱祖国，热爱党，认真学习、与时俱进。平时本人踊跃参加高分子材料应用技术专业组织的各项社会公益活动，主动投入高分子材料应用技术班级捐款救灾等活动行列，用微薄的力量，表达自己的爱心，争做合格有为青年。 学习方面，我努力认真地学好每一门高分子材料应用技术专业课，基本掌握了高分子材料应用技术理论方面的一些基础知识以及高分
第27卷 第5期 2005年5月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.27 No.5 M ay 2005 碳纤维/树脂基复合材料导电性能研究 于 杰,王继辉,王 钧 (武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070) 摘 要: 研究了短切碳纤维/乙烯基酯树脂导电性与短切碳纤维含量、长径比、纤维取向的关系及其PT C 效应。短切碳纤维长径比越大、取向角越小,材料的渗虑阈值越低,导电性越好。渗虑阈值之后,纤维含量越低,PT C 效应越明显,转变温度越低;实验还发现体积膨胀是导致PT C 效应的主要因素之一,通过分析PT C 效应与体积膨胀之间的关系,得出渗滤区域材料的导电性受导电通路与隧道效应的综合影响,当纤维含量较高时,导电性能基本只受导电通路的控制。关键词: 短切碳纤维/乙烯基酯树脂; 导电性; 长径比; PT C 中图分类号: T B 332文献标志码: A 文章编号:1671-4431(2005)05-0024-03 Study on Electric Properties of Carbon Fiber/Polymer Composites Y U J ie,WAN G J i -hui,WAN G Jun (Schoo l of M aterials Science and Engineering,Wuhan U niversity of T echnolo gy,Wuhan 430070,China) Abstract: T he electr ical co nduct ivity and P T C effect of chopped -carbon fiber filled viny-l ester resin composites were studied.Filler aspect r at io and filler orientation were found to evidently affect t he composites conductiv ity.It w as also proved that the volume ex pansion was a main factor.It has r esulted in the composites .PT C behavior ,w hich is mor e sensitive and evident when the filler fraction is w ithin t he percolation r eg ion.It also advanced the conductive mechanism based on the analysis of the rela -tion between volume expansion and PT C behav ior. Key words: chopped -carbon fiber/viny-l ester r esin; electrical conductivity ; aspect ratio; P T C 收稿日期:2005-01-30. 基金项目:军工863项目(2003AA 305920).作者简介:于 杰(1980-),男,硕士生.E -mail:yujiejack@https://www.doczj.com/doc/0b19290325.html, 复合型导电高分子材料可以在较大范围内根据需要调节材料的电学、力学性能及其它性能,而且成本较低、易于成型并进行大规模生产,是当前研究开发的重点。其中,碳纤维作为一种纤维状导电填料,填充树脂、橡胶、橡塑共混物等复合型导电高分子材料的研究也经常见诸报道[1,2]。虽然针对碳系填料填充的热塑性树脂复合材料的研究十分广泛,但关于以热固性树脂为基体的导电复合材料的研究却少有报道。以短切碳纤维/乙烯基酯树脂为研究对象,研究了碳纤维含量、长径比及纤维的取向对复合材料导电性能的影响,并对其PT C 效应进行了研究,力图探索短切碳纤维填充热固性树脂基复合材料的导电机理。 1 实 验 1.1 试样制备 碳纤维:PAN 基纤维,型号HTA -12K,由OH O TAYON 公司生产;树脂:3201# 乙烯基酯树脂,上海新华树脂厂生产;固化剂:过氧化苯甲酰,促进剂:环烷酸钴,均由武汉理工大学树脂厂生产。将各长径比(1mm 、3mm 、5mm)的碳纤维按不同的含量(0.5%~10%)与树脂、固化剂及促进剂混合搅拌均匀,浇注到钢模中,140e 下固化20m in,自然冷却,脱模后加工成50m m @20mm @4mm 的片材。
高分子材料与工程专业毕业设计的现状与对策 卢秀萍 （天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津 300457）关键词：毕业设计问题原因对策 毕业设计是高等学校本科毕业生在校学习期间必经的一个重要实践教学环节，也是教育部对普通高等学校本科教学水平评估体系中一个重要的二级指标[1]。根据对多届学生毕业设计工作总结以及用人单位反馈信息，笔者认为，高分子材料与工程专业的毕业设计应注重培养学生以下方面的能力：①调查研究及检索与阅读中外文文献资料的能力；②综合运用所学专业知识，分析、解决实际问题的能力；③独立开展研究、独立完成课题的工作能力以及团结协作能力；④具体研究试验方案的制定、仪器设备的选型、安装、调试及试验数据的测试、采集与分析处理的能力；⑤计算机应用能力（包括计算与绘图）；⑥逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表述的能力；⑦撰写设计说明书或论文的能力；⑧技术经济分析能力，即对所设计方案、科研课题进行初步经济分析的能力。 一、当前毕业设计中存在的主要问题及原因分析 我国自1999年开始，持续大幅度的高校扩招使在校学生人数不断增加，各高校都不同程度的面临着教学资源增加落后于学生人数增长的矛盾。同时，毕业生就业压力增大、毕业分配制度的改革、考研学生人数增多以及其它社会因素对本科生毕业设计形成一定程度的冲击。因此近几年本科生毕业设计质量出现了明显的滑坡趋势，主要有以下几方面： 1. 学生重视不够，投入不足[2] 第一来自就业的冲击。毕业设计时间与学生就业高峰的时间重叠，对毕业设计冲击最大；第二学生对毕业设计认识不足；第三考研和补考生的精力不足。另外，不少学生毕业后的就业岗位与在校所学专业相差甚远。导致对搞本专业的毕业设计题目缺乏兴趣，但为了拿到毕业文凭和学位，不得不应付了事，影响毕业设计质量。 2. 指导教师精力不足 市场经济对教师价值观的冲击。少数不求上进的学生严重影响了教师对毕业设计教学工作的积极性；师生比不足导致指导学生人数大量增加；新引进教师缺
江苏大学 碳 纤 维 复 合 材 料 学院：京江学院 姓名：赵京阳 班级：J高分子1101 学号：4111126015
碳纤维复合材料简介 摘要：人类发展的历史和材料发展的历史息息相关研究人类历史可以清楚地看到，人类历史上各方面的进步与新材料的创造、出现和应用是分不开的。本文今天来简要介绍一下碳纤维复合材料，包括它的原料、工艺、过度产品及各方面的应用。碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。不仅强度高，密度小，并且具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高位等优异性能，是一种很有发展前景的高性能纤。这些优异的性能使得人们对它的重视到了一个很高的高度。那么接下来我就来介绍一下有关碳纤维复合材料在各方面的的一些知识。 一、碳纤维复合材料发展史 碳纤维复合材料的发展史应包含碳纤维的发展史何其复合材料应用史。碳纤维是碳材料的一种新形式。我们已经知道碳材料结构由四种类型，一是无定形碳、而是石墨、三是金刚石、四是白碳。碳纤维含碳99%以上，主要是石墨和无定形碳，纤维形状是一种新的应用形式。1880年人类制造了第一批电灯泡，那是电灯泡的灯丝就是当时人类研制的第一批碳纤维，直到1901年发明钨丝后才不用它做灯丝了。到1950年美国空军材料研究所由于军工的需求，加紧对碳纤维研究，1959年由联合碳化合物公司实现了高强碳纤维的生产工艺。与此同时，1962年日本旭炭公司在远藤教授研究的基础上实现以聚丙腈纤维为原料，经过预氧化（不熔化）、1300℃以上高温炭化而得到有实用价值的通用碳纤维的工业生产线。1970年以后东丽公司、东邦公司相继参加聚丙烯腈基碳纤维的生产开发，形成2吨╱年的规模。1978年产量达1000t。20世纪80年代后期批量生产的M30、M60、T1000等石墨化程度更高的碳纤维。随后碳纤维在全世界需求量随年逐增 中国碳纤维的发展 我国从1968年开始研究碳纤维，很快研究出碳纤维1#，相当于T200的水平，1976年建成中试线，那是与日本东丽公司的差距为5年。后来碳纤维2#的研究久攻不下。差距已拉大20多年，无竞争可言。同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长时间依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航天及国防军工事业的发展，与我国经济社会发展的进程极不相称。所以，研究生产高性能、高质量的碳纤维，以满足军工和民用产品的需求，扭转大量口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。 国外碳纤维的发展 1959年日本发明了用聚丙烯腈原丝生产碳纤维的方法。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，对PAN纤维生产技术进行技术改进，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、法国、德国也都引进或开发了PAN原丝基碳纤维的生产。原苏联开始主要研究以人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。
树脂基碳纤维复合材料项目 规划方案 规划设计/投资方案/产业运营
承诺书 申请人郑重承诺如下： “树脂基碳纤维复合材料项目”已按国家法律和政策的要 求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不 存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法 规的处罚以及由此导致的所有后果。 公司法人代表签字： xxx科技发展公司（盖章） xxx年xx月xx日
项目概要 碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体，以树脂基、陶瓷基、金属基等为基体制成的功能性材料，其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较为广泛。 该树脂基碳纤维复合材料项目计划总投资20254.23万元，其中：固定资产投资16678.33万元，占项目总投资的82.34%；流动资金3575.90万元，占项目总投资的17.66%。 达产年营业收入32746.00万元，总成本费用25924.45万元，税金及附加335.42万元，利润总额6821.55万元，利税总额8097.87万元，税后净利润5116.16万元，达产年纳税总额2981.71万元；达产年投资利润率33.68%，投资利税率39.98%，投资回报率25.26%，全部投资回收期5.46年，提供就业职位699个。 报告针对项目的特点，分析投资项目能源消费情况，计算能源消费量并提出节能措施；分析项目的环境污染、安全卫生情况，提出建设与运营过程中拟采取的环境保护和安全防护措施。 报告主要内容：项目承担单位基本情况、项目技术工艺特点及优势、项目建设主要内容和规模、项目建设地点、工程方案、产品工艺路线与技术特点、设备选型、总平面布置与运输、环境保护、职业安