芳纶浆粕主要性能指标
由芳纶长纤维为原料，采用特殊工艺加工成链状纤维，再经真空高温处理，使其表面呈蓬松毛羽状，沿纤维轴向排列许多微原纤，形成很大的表面积，具有良好的吸附性，能很好的与树脂及填料湿润结合，具有质地柔软，密度小，高强，高模及耐高温等特点。另外在摩擦材料中还有硬度低，制动噪音低，不损伤制动对偶，抗冲击，摩擦系数稳定，磨损率低，强度高等优点。
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碳纤维短丝主要性能指标
采用聚丙稀腈基碳纤维长丝，经过筛选，整形，变性后短切为2-10mm的短纤维，在真空状态下经1800℃高温处理而成，主要用于土木建筑及工程塑料，特别是在摩擦密封材料中，已得到广泛的应用。本产品具有强度高、比重低、耐酸碱、耐磨、耐高温等优良的性能。如土木建筑中的碳纤维增强水泥，耐磨铺地材料，帘墙板，防腐蚀涂层，工程塑料中的复合管、板、棒；显示器玻壳；摩擦密封材料的汽车刹车片，离合器片，火车制动瓦以及特种密封等领域。
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强度与刚度 既然是结构部件，那么设计者首先要考虑的是强度和刚度。部件在外力载荷的作用下，有抵 抗变形与破坏的能力，但是这个能力又是有限度的。 如何4定部件的使用载荷，不会超出部件的能力极限，是通过材料力学计算得出。而部件的 这个能力极限，就是碳纤维复合材料结构设计者需要考虑的问题。 通过合理的搭配纤维和树脂，优化纤维排布，用最少的材料，满足设计需求，体现了复合材 料设计者精湛的技巧。不过决定复合材料强度与刚度的因素，不但与纤维和树脂的种类有关，还与碳纤维的铺层方向以及层与层之间结合搭配有关。 所以，设计者在设计碳纤维复合材料结构部件时，需要考虑三个层级结构的力学性能。 由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何(各 相材料的形状、分布、含量)和界面区的性能。 由单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何(各单层的 厚度、铺设方向、铺层序列) 。 最顶层结构是指通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结 构几何。 稳定性 除了强度与刚度要求，设计者还需考虑复合材料部件的失稳，尤其是对一些细长杆结构，在 受压时，应该能够保证其原有的直线平衡状态。对于一些框架结构部件，如果铺层不均匀， 也会产生翘曲失稳，所以在制造过程中尤其注意。最好采用对称铺层，以防变形不均匀。 一般情况下，在部件没有达到极限载荷之下，不允许产生失稳现象。但是如果对于一些特殊 要求，可以产生失稳现象，那么设计过程中，要考虑失稳过程不会因此影响极限载荷。 铺层结构 铺层结构是碳纤维复合材料结构设计的关键，如何把单层结构的优异性能传递到复合材料结 构部件上，铺层结构起到承上启下的作用。关于复合材料铺层应注意以下几点： 1. 树脂是碳纤维复合材料力学性能的短板，所以尽量避免将载荷直接加到层间或者树脂之间。也就是说，0°、±45°、90°的纤维都要有，否则载荷会将部件从没有纤维排布的方向撕裂。 2. 为了防止层合板边缘开裂，尽量避免重复单一方向的铺层，设计时最多不超过5层。 3. 为了防止最外层铺层的剥离，在部件的主载荷方向，应铺放±45°纤维，而不能铺放0°和90°纤维。另外，避免最外层铺层间断或不完整。 4. 若使用非对称铺层，每层因同方向上热膨胀系数不同会出现翘曲，因此，一般要采用对称 铺层。 5. 当增加补强铺层时，每层阶梯最少要3.8- 6.4mm，附加铺层也应尽量采用对称铺层。
碳纤维导线技术规范书
碳纤维导线技术规范书 以下是220kV输电线路增容改造工程中碳纤维导线ACCC/TW【Drake 1020kcmil(517mm 2）】的技术规范书。货物需求一览表见表1-1、表1-2。 表2-14 货物需求一览表 项目名称材料名 称 项 目 单 位 规格 单 位 数 量 备 注 220kV 输电线路增容工程碳纤维 导线 ACCC/W 市 区 供 电 局 Drake 1020kcmil （517mm2） Km 耐张线 夹 （碳纤 维导线 用） - 套 直线接 续管 （碳纤 - 套
维导线 用） 预绞丝 悬垂线 夹（碳 预绞丝套 纤维导 线用） 表1-2 货物需求一览表（需方填写） 材料名称实际盘长 分段盘长 合计 耐张线夹套（含损耗） 直线接续管套（含损耗） 悬垂线夹套（含损耗） 注实际材料货物数量以实际发出数量（商务合同）为准。
一、总则 1、前言 本技术规范书为碳纤维导线ACCC/TW的技术要求。该产品将用于220kV输电线路增容改造工程，供方必须仔细阅读本技术规范书中的全部条款，提供导线的制造、试验、包装和供货等技术规范和服务内容应符合本规范书要求。 制造应采用最先进的生产加工工艺并符合技术规范书的要求，提供的货物均按照需方批准的文件进行制造。不能因技术规范书的遗漏、疏忽和不明确而免除供方提供最好原材料和工作质量的责任，倘若发现不正确之处，供方必须通知需方，在差异未纠正之前进行的任何工作均由供方承担责任。 供方所提供货物的技术规范应符合本文件所规定的要求。供方也可以推荐符合本文件规范类似的定型产品，但必须提供详细的技术规范上的差异。如果供方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的产品完全符合本技术规范书的要求。
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、
第２８卷第６期２００３年１２月高斟拉纤维与应用 Ｈｊ妇ｈ Ｆｉｂｅｒ＆ＡｐｐＪｉｃ州ｏｎ Ｖ０１．２８．Ｎｏ．６ Ｄｅｃ。２００３ 大丝束碳纤维复合材料力学性能研究 刘宝锋１，陈绍杰‘，李佩兰１ （１．北京航空材料研究院，北京１０００９６；２．沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳ｌｌ００３５） 摘要：本文研究了大丝柬碳纤维（４８Ｋ）复合材料的常规力学性能及耐湿热性能，并与小韭束碳纤维（髓００。３Ｋ）复合材料进行了对比，研究结果可为太丝束复合材料在航空器的次承力件或非承力件的应用提供技术基础．关键词：大丝束碳纤维（４８Ｋ）：复合材料；力争】生能 中图分类号：Ｔ０３”３文献标识码：Ａ文章编号：１００７－９８１５（２００３）０６删８．０４ 刖舌 由于大丝束碳纤维（≥４８Ｋ）具有价格低、来源容易、性能与１２Ｋ碳纤维相当等优点，其复合材料在钓鱼竿、高尔夫球杆、建筑补强、天然气储罐、医疗器械等方面应用广泛”…，随着大丝束碳纤维价格的进一步降低，其应用领域将不断扩大。 目前，航空航天领域所用复合材料主要使用３Ｋ—１２Ｋ碳纤维，还未见有大丝束碳纤维在此领域应用的报道。它能否在航空航天领域应用的关键决定于其复合材料的力学性能及其稳定性。 本文结合实际科研工作，利用自行研制的高温固化（１８０℃）树脂体系５２２２Ｂ和国外进口的４８Ｋ碳纤维制成预浸料，并对复合材料层合板力学性能进行了研究。测试了大丝束复合材料单向板和多向板的拉伸、压缩、弯曲、剪切性能及湿热老化性能，并与小丝束碳纤维（Ｔ３００—３Ｋ）复合材料的相应性能进行了对比，将为大丝束碳纤维复合材料在航空航天领域的应用提供技术依据。 １实验部分 １．１主要原材料 ５２２２Ｂ高温固化改性环氧树脂体系，浅黄色粘稠体，靠为２２２℃，北京航空材料研究院自行 研制。 ＰＡＮＥｘ３３．４８Ｋ碳纤维，性能见表ｌ，美国ｚｏＬＴＥＫ公司制造。 １．２试验方法 （１）预浸料树胎含量或面密度，按ＧＢ厂ｒ７１９２．１９８２进行。 （２）拉伸性能，按ＧＢ厂ｒ３３５４—１９８２进行。 （３）压缩性能，按ＧＢ／Ｔ３８５６－１９８３进行。 “）面内剪切强度、模量，按ＧＢ厂ｒ３３５５．１９８２进行。 （５）弯曲性能，按ＧＢ厂ｒ３３５６．１９８２进行。 （６）层问剪切强度，按ＪＣ厂ｒ７７３．１９８２（１９９６）进行。 １．３制备大丝束碳纤维预浸料 先用１．２２ｍ热熔胶膜机制备３２０ｍｍ幅宽、外观均匀平整的５２２２Ｂ树脂胶膜，然后将胶膜再与４８Ｋ碳纤维在１．２２ｍ热熔预浸机上进行复合浸渍，通过调整预浸温度、压力、速度、纤维张力等工艺参数，制出幅宽３００ｍｍ的４８Ｋ碳纤维预浸料，其纤维面密度为（１３０±５）ｇ，秆，预浸料树脂质量分数。为（３８±３）％，预浸料外观均匀、平整、无干纱。 １．４制备大丝束复合材料层压板 将１６层的４８Ｋ碳纤维预浸料按Ｏ。方向铺贴成单向板；将２０层４８Ｋ碳纤维预浸料按ｆ４５。／Ｏ。＾４５。／９０。／４５。／０。／－４５。／０。／４５。／－４５。ｌ。铺贴成多向板后，分别在热压机上模压成型。所制 收稿日期：２００３－ｌｌ—１２；修定日期：２∞３－１２一０５ 作者简介：刘宝锋【１９６７一），男，高级工程师，主要从事复合材料树脂基体及预浸料研制开发工作．
读《碳纤维及石墨纤维》总结 一、碳纤维和石墨纤维的发展概况 1.研究碳纤维的先驱： 1860年，英国人约琴夫?斯旺（J. Swan）用碳丝制作灯泡的灯丝，早于美国人爱迪生（T. A. Edsion）。斯旺未能解决灯泡的真空问题，爱迪生解决的真空问题。斯旺提出利用孔口挤压纤维素成纤维技术，为后来的合成纤维提供启示。 2.聚丙烯腈基碳纤维的发明者： 进藤昭男（日本大阪工业技术试验所）从事碳素的崩散现象和崩散素胶状粒子的研究以及反应堆所用碳材料中微量彭元素的去除。 进一步，他研究了民用腈纶在一些列热处理过程中物性和结构的变化，即开始研制PAN基碳纤维。研究结论是PAN纤维需要经氧化处理才能得到碳纤维，确定了制取PAN基碳纤维的基本工艺流程，即氧化和碳化。但未能制造性能好的碳纤维。 英国人瓦特（W. Watt）在预氧化的过程中施加张力牵引打通了制取高性能碳纤维的流程工艺，从此牵伸贯穿于氧化和碳化的始终，成为制造碳纤维最重要的工艺参数。 目前，牵张力已细化和量化，在不同热处理过程中施加适量的牵张力，以满足结构的转化。3.从东丽公司碳纤维发展历程看原丝的重要性： 日本东丽公司在碳纤维的质量和产量均位于世界之首。公司发展启示：原丝是制取高性能碳纤维的前提。 1962年，公司采用民用腈纶为原丝，但生产不出质量较好的碳纤维。 1967年，研究适合制造碳纤维的共聚原丝，把提高PAN（聚丙烯腈）原丝质量放在第一位。 目前主要经营T300（碳纤维，300为拉伸强度3Gpa），M40（石墨纤维,拉伸模量40Gpa）。 1981年，波音公司提出高强度、大伸长的碳纤维需求，制造大型客机的一次结构材料。 1984年，东丽公司成功研制T800，满足波音公司需求。 1986年，研制T1000；1992年，研制了M70J。 目前，T800H已经是制造大飞机（A380和B787）的主要增强纤维。T1000是碳纤维中拉伸强度最高、断裂伸长最大的碳纤维。M70J的拉伸模量最高达到690Gpa，是目前PAN基石墨纤维中最高的纤维。 碳纤维的单丝截面的SEM图从肾形（1976）变为圆形。圆形（2006）的碳纤维成为碳纤维质量的指标之一。 4.我国PAN基碳纤维的研究： 起始于20世纪60年代中期，中科院山西煤炭化学研究所于1976年建成我国第一条生产线。 整经加捻送丝机（100束）->1#预氧化炉170~220℃和牵伸5%->2#预氧化炉220~240℃和牵伸1%->3#预氧化炉240~270℃和牵伸0%->低碳炉400~700℃->高碳炉1250℃->浸胶槽->红外灯烘干->收丝机（100束）。加工后碳纤维的拉伸强度为2.8Gpa，拉伸模量为250Gpa，断裂伸长率为1.5%。 为了提高碳纤维的拉伸强度，当时采用补强处理。实验表明碳纤维的拉伸强度越低其补强效果越
碳纤维制备工艺简介资料． 碳纤维制备工艺简介 碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺 可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。 经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。 1，粘胶(纤维素)基碳纤维 用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。 2，沥青基碳纤维 1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC 沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。 目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。 3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。
碳纤维复合材料 编辑本段概况 在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。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增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。 编辑本段结构 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。 碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。 编辑本段用途 碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。 碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
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
碳纤维材料介绍 碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维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，也高于钢。 碳纤维复合材料可用作汽车车身、底盘、传动轴、轮毂、板簧、构架和刹车片等制件。目前钢铁材料约占车体重量的3/4，如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削减17%。 一、碳纤维的优点 1、比强度高，是最佳的轻质高强车体材料。 2、轴向强度、模量高，无蠕变，制作传动轴。 3、正面碰撞时成无数细小碎片，吸收大量的撞击能（是钢结构4倍）安全性高。 4、兼备纺织纤维的柔软，可加工性强。 5、有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性好，寿命长，维修费用低。 6、冷热膨胀系数小，极端气候条件下尺寸稳定性高。
7、活性碳纤维超级电容器可提高能量密度，又可降低成本适用于电动车制动。 8、复合材料容易成型，制得满足空气动力学原理及美观需求的外形曲面。 9、表皮光滑美观，制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺。 10、将不同零件一体成型，便于汽车结构的模块化、整体化制造。 碳纤维在汽车的应用实现了轻量化和刚性需求，达到节能减排、降低油耗的目的，碳纤维材料可以作为未来汽车的主流材料。 二、碳纤维的弊端 1、工艺复杂，主要采用热压罐,真空导入等传统工艺，这种工艺生产效率低、生产周期长、产品造价高，无法满足汽车大批量规模化生产要求。 2、成本相对高昂，碳纤维材料的价格是金属材料的数倍，制约了其在汽车领域的应用与发展。 3、设计人才缺乏，且由于该技术之前较少在国内应用，所以从事过碳纤维量产部件设计的人才非常稀缺。 总之，无论从性能还是环保角度出发，汽车轻量化都已成为一种必然趋势，而采用碳纤维材料是汽车轻量化的必由之路。中国正在大力推进新能源汽车的发展，所以碳纤维材料在新能源汽车领域中的应用前景非常广阔。
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(10), 965-967 Published Online October 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/415532515.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/415532515.html,/10.12677/ms.2018.810113 Development and Application of Carbon Fiber Materials Jianzhong Shi1, Fengjun He2, Jie Zhang1, Donghong Wang1, Jing Yang1 1No. 33 Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Taiyuan Shanxi 232152 PLA Troops, Shijiazhuang Hebei Received: Sep. 2nd, 2018; accepted: Oct. 1st, 2018; published: Oct. 8th, 2018 Abstract Carbon fiber material is a new type of material rising in recent years. Because of its excellent physical properties, it is widely used in military, aerospace, aviation and other fields. With the continuous innovation of carbon fiber technology, carbon fiber costs continue to reduce, and car-bon fiber materials are gradually used in people’s daily life. In this paper, the characteristics of carbon fiber materials are introduced, around the development of carbon fiber applications and technology, to illustrate the representative application of carbon fiber materials excellent per-formance and wide use. Keywords Carbon Fiber, Composite Material, CFRP 碳纤维材料的发展及应用 史建中1，何凤军2，张捷1，王东红1，杨静1 1中国电子科技集团公司第三十三研究所，山西太原 2中国人民解放军32152部队，河北石家庄 收稿日期：2018年9月2日；录用日期：2018年10月1日；发布日期：2018年10月8日 摘要 碳纤维材料是近些年来兴起的新型材料，由于其优异的物理特性被广泛用于军事、航天、航空等领域。 随着碳纤维技术的不断创新，碳纤维成本的不断降低，碳纤维材料逐渐应用于人们日常生活中。本文通
0.0250.0004909348200.0340.034——0.0054——0.0280.0006158277600.0380.038——0.0063——0.0320.0008042212500.0430.043——0.0082——0.0360.001018167900.0490.049——0.0092——0.0400.001257136000.0540.054——0.0134——0.0450.001590107500.0610.061——0.0154——0.0500.00196387060.0660.066—0.140.0183—0.03300.0560.00246369400.0740.074——0.0240——(0.060)0.00282760460.079——0.160.0290—0.04200.0630.00311754840.0830.083——0.0310——(0.070)0.00384844420.090——0.170.0390—0.05300.0710.00395943180.0910.091——0.0399——0.0800.00502734010.1010.101—0.180.0500—0.06500.0900.00636226870.1130.113—0.190.0630—0.07900.1000.00785421760.1250.125—0.200.0760—0.09300.1120.00985217350.1390.139——0.0934——0.1180.010*******.145———0.1046——(0.120)0.0113115110.149——0.220.1083—0.12700.1250.0122713930.1540.154——0.1155——(0.130)0.0132712880.161——0.230.1263—0.14700.1320.0136812490.162———0.1302——0.1400.0153911100.1710.171 —0.240.1460—0.16700.1500.01767976.30.182—0.250.1670—0.18900.1600.02011850.20.1940.194—0.280.1890—0.21200.1700.02270753.10.205——0.290.2130—0.23700.1800.02545671.80.2170.217—0.300.2380—0.26300.1900.02835602.90.228——0.310.2640—0.29000.2000.03142544.10.2390.239—0.320.2920—0.3220(0.210)0.03464493.50.252——0.330.3220—0.35200.2120.03530484.30.254———0.3282——0.2240.03941433.80.2660.266——0.3550——(0.230)0.04155411.40.277——0.360.3850—0.41700.2360.04374390.80.283———0.4050——0.2500.04909348.20.2970.297—0.380.4540—0.48800.2650.05515309.90.314———0.5100——0.2800.06158277.60.3290.329—0.410.5590—0.59100.3000.07069241.80.352———0.6490——(0.310)0.07548226.50.362——0.440.6930—0.74200.3150.07793219.30.3670.367——0.7210——(0.330)0.08553199.90.386——0.460.7840—0.83600.3350.08814193.90.391———0.8080——(0.350)0.09621177.70.406——0.480.8840—0.93500.3550.09898172.70.4110.411——0.9200——0.3750.1104154.80.434——— 1.013——(0.380)0.1134150.70.439——0.51 1.040— 1.0900.4000.1257136.00.4590.459—0.53 1.175— 1.178(0.420)0.1385123.40.483——0.55 1.310— 1.2930.4250.1419120.50.488——— 1.341——0.4500.1590107.50.5130.513—0.58 1.445— 1.475(0.470)0.173598.530.536——0.60 1.600— 1.6500.4750.177296.460.541——— 1.634——0.5000.196387.060.5660.566—0.63 1.865— 1.9000.5300.220677.480.600—0.790.67 2.040 2.035 2.0900.5600.246369.400.6300.630.820.70 2.300 2.542 2.5700.6000.282760.460.674—0.860.74 2.589 2.904 2.8300.6300.311754.840.7040.7040.890.77 2.842 3.187 3.3000.6700.352648.480.749—0.930.82 3.219 3.567 3.4900.7100.395943.180.7890.7890.980.86 3.616 3.978 4.0200.7500.441838.690.834— 1.020.91 4.114 4.396 4.4000.8000.502734.010.8840.884 1.070.96 4.610 5.051 5.0700.8500.567530.120.939— 1.12 1.01 5.235 5.662 5.5800.9000.636226.870.9890.989 1.17 1.06 5.936 6.296 6.2700.9500.708824.12 1.044— 1.22 1.11 6.764 6.9277.2701.0000.785421.76 1.094 1.094 1.29 1.187.2407.6817.8301.0600.882519.37 1.157— 1.35 1.258.3458.5968.861.1200.985217.35 1.217— 1.41 1.319.0109.5339.061.180 1.09415.63 1.279— 1.47 1.379.89010.549.911.250 1.22713.93 1.349— 1.54 1.4411.2011.7611.3(1.300) 1.32712.88 1.402— 1.59 1.4912.1012.6812.21.320 1.36812.49 1.422———12.50——1.400 1.53911.10 1.502— 1.69 1.5914.0014.7314.001.500 1.7679.673 1.606— 1.81 1.6916.1016.8216.201.600 2.0118.502 1.706— 1.91 1.8018.1219.0618.401.700 2.2707.531 1.809— 2.01 1.9020.4621.4120.901.800 2.545 6.718 1.909— 2.11 2.0022.9124.0023.101.900 2.835 6.029 2.012— 2.21 2.1025.5026.7026.202.000 3.142 5.411 2.112— 2.31 2.2028.3129.7429.102.12 3.530 4.843 2.235— 2.48 2.3231.5233.2631.602.24 3.941 4.338 2.355— 2.60 2.4436.1337.0535.372.36 4.374 3.908 2.478— 2.72 2.5641.3540.7739.402.50 4.909 3.482 2.618— 2.86 2.7044.6345.5245.002.65 5.515 3.099—— 3.01——51.04—2.80 6.158 2.776—— 3.16——56.88—3.007.069 2.418—— 3.37——64.98—3.157.793 2.193—— 3.52——71.58—3.358.814 1.939—— 3.72——80.83—3.559.898 1.727—— 3.92——90.76—3.7511.04 1.548—— 4.12——101.1—4.0012.57 1.360—— 4.37——114.6—4.2514.19 1.205—— 4.63——129.2—4.5015.90 1.075—— 4.88——144.8—4.7517.720.9646—— 5.13——160.9—5.0019.630.8706—— 5.38——178.2—5.3022.060.7748—— 5.68——200.5—5.6024.630.6940—— 5.98——222.9—6.00 28.27 0.6046 — — 6.38 — — 255.3 — 常用导线规格及参数表 导线标称直径/mm 导线标称截面/mm2直流电阻标称值20℃时/Ω*km-1 最大外径/mm QZ-2QZ(G)-2QY-2QA-2SBEC SQZ QZ-2QZ(G)-2QY-2QA-2 质量/Kg*km-1 SBEC SQZ
FAR EAST COMPOSIITE TECHNOLOGY CO.,LTD
远东复合技术有限公司是远东控股集团的全资公司，注册资金1亿元，是集团高新技术研发产业化专设的主体企业，全国独家和美国CTC合作，专业开发生产碳纤维导线（节能型复合导线）和复合电力杆塔高技术复合产品。工厂座落在桃园工业区，占地345亩，厂房面积86000平方米，总投入10.1亿元。06年6月起在国家电网和南方电网七个省市的18条输电线路挂网运行；07年11月批量投产,08年产能15000KM，09年产能30000KM，2010年计划达到60000KM的工厂规模。目前拥有多项碳纤维导线(节能型复合导线)系列专有技术和其它的知识产权，国内唯一。目前远东复合技术和英国、加拿大知名复合材料公司等正进行复合电力杆塔多项开发合作。 远东复合技术有限公司自创办以来,一直坚持”全心全意为客户服务”的宗旨,发扬”永不满足,追求卓越的企业精神,重点把握产品节能环保和安全.以创新为主线,视质量为生命,强调市场导向和用户满意,为电力建功设发展和科技进步作出重要贡献,致力于在所经营的领域取得世界领先地位.
JRLX/T（ACCC）碳纤维导线 第一部分 JRLX/T导线性能及结构参数 长期以来，架空输电线路导线主要采用钢芯铝绞线以及相关产品。电力工业的飞速发展对架空输电线路导线提出了更高的要求，促使各国科技人员研究开发各种新型导线。高分子有机复合材料是国际上于上世纪70年代后期开发出来的新型材料，比重约为钢的1/4，强度为钢的2倍，硬度为钢的5倍。由于它具有重量轻、强度大、热稳定性好、绝缘性能好、耐腐蚀等优点，很快就应用到建材、化工、宇航、汽车、体育用品(滑雪板、冲浪板)、游艇、医疗器材、家庭用品、傢俱等各个领域。随着材料科学的不断进步，在上世纪90年代，人们尝试用有机复合材料代替金属材料来制作导线的芯材，并开发出几种复合材料合成芯导线。这种新型复合材料合成芯导线充分发挥了有机复合材料的特长，与现有的各种架空导线相比，具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、弛度低等优点。 型号为JRLX/T（中国企标：J—绞合，RL—软铝，X—形线，T—碳系列高性能材料，美国CTC名为ACCC：Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire)的新型复合材料合成芯导线――碳纤维导线，它的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，外层与邻外层铝线股为梯形截面（如图1所示）。由于芯棒的外表面为绝缘体的玻璃纤维层，芯棒与铝股之间不存在接触电位差，保护铝导线免受电腐蚀。另外，这种导线的外层由梯形截面形成的外表面远比传统的ACSR钢芯铝绞线表面光滑，提高了导线表面粗糙系数，有利于提高导线的电晕起始电压，能够减少电晕损失。这种碳纤维导线已完成了各种型式试验，包括机械全性能、应力－应变曲线、蠕变、线膨胀系数、载流量、自阻尼和高温特性等，表明具有良好的机械和电气特性。特别是验证了高温条件下的低弛度特性。与常规的钢芯铝绞线相比，在相同的外径时，碳纤维导线外层允许缠绕超过29%的导电铝型线；在相同铝截面时，成品重量与常规的钢芯铝绞线相比轻10-15%；远东复合技术制造推出的JRLX/T碳纤维导线，梯形铝最里层运行的温度可达180℃，长期连续运行温度可达165℃；碳纤维导线导电部分软型铝的电导率达到63（%IACS）以上,相同温度运行时与常规的钢芯铝绞线相比综合能减少线路损耗 6.3%。它能够利用现有线路结构替换碳纤维导线达到增容，最多能够增加传输相同截面钢芯铝绞线一倍的电流。因此，碳纤维导线在新建电力输电线路或老线路的改造上都有明显经济价值和社会效益。
碳纤维复合材料 1 概念 复合材料是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金，非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨和碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 碳纤维复合材料正是以碳纤维为增强相，与树脂、陶瓷或金属基体结合起来，形成具有优良性质的一种复合材料。 2 组织结构及相图 碳纤维是由邮寄纤维或低分子烃气体原料加热到1500℃所形成的纤维状碳材料，其含碳量为90%以上。它是不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列的物质，晶体层间距约为0.3360~0.3440nm，各平行层原子堆积不规则，缺乏三维有序，呈乱层结构。随加热温度升至2500℃以上，碳含量高于99%，层间距随之减小，说明碳纤维已由乱层结构向三维有序的石墨结构转化，称之为石墨纤维。碳和石墨纤维层面主要是以碳原子共价键相结合。而层与层之间是以范德华力相连接，因此碳和石墨纤维是各向异性材料。 图1 乱层结构（c）和石墨晶体结构（a、b）
图2 含有不同浓度的稀土的碳纤维复合材料的SEM照片 图3 碳纤维复合材料拉伸破坏形貌SEM照片 碳纤维复合材料的组织结构与所使用的原材料和制备工艺有密切的关系。一般而言它存在着四种相结构，即增强体、基体碳、界面和孔隙。由于短碳纤维复合材料中为了提高密度降低成本常常要加入一些焦碳颗粒等填料，因而其增强体，除了短碳纤维外，还存在有颗粒体。基体碳，可以是沉积碳树脂碳或沥青碳。界面自然是指各种增强体基体碳和孔隙
原创| 扒一扒碳纤维性能参数里的隐藏属性第一项先来说说离散系数，也就是我们经常提出的CV值。通常碳纤维厂商的产品参数表里面是不会有这一项的。这个只是行业内部进行交流的参数。不过这个参数确实影响着碳纤维的使用效果。我们通常所说国产碳纤维质量不稳定，说的也是离散系数太大。那么什么叫离散系数呢？离散系数又叫变异系数，表征的是两组数据偏离程度的参数。打个比方，今天生产出来的碳纤维测一测强度，和昨天生产出来的碳纤维测得的强度进行对比，如果两组数据相差过大，那就是离散系数太大，说明产品质量不稳定。由于是科普文，我也不准备列公式深入探讨，你只要记住一个形象的例子：打靶。打靶的时候我们的目标是靶心，但实际上打出来的位置都会有偏离，如果偏离靶心比较大，那就是离散系数大，偏离靶心小，那就是离散系数比较小。 可这些又有什么用呢？复合材料有一大特点就是结构可设计性，我们可以根据工件的要求不同，对其进行精确地纤维铺层等方面的设计，最高效的发挥材料的优势。这里的精确设计要求我们必须准确的知道材料的性能参数。但如果是离散系数过大的碳纤维，也就是我们说质量不稳定的碳纤维，那么精确设计就无从下手。就像用一双颤抖的手去穿针引线一样困难。可以说没有质量稳定的碳纤维，就没有高性能的复合材料。 CV值得重要性绝对不亚于我们通常关注的强度和模量。所以苏格拉伟（微信号：zahawe）的观点是，宁可强度不高，也不要质量不稳定。只要质量稳定，哪怕强度不高，我也可以通过结构设计去弥补，这才能体现复合材料的精确设计这一优势。 如果说做出碳纤维需要3-4年，那么将质量稳定则需要10-20年的摸索。这个质量稳定阶段将是碳纤维企业黎明前最黑暗的时刻，尤其对我们国内碳纤维生产企业来讲，更是如此。我们生产出T300，国外将同等级别碳纤维价格降得很低，而中国
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。