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
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
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)
2 富勒烯 (3)
2.1富勒烯的制备 (3)
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
2.2 富勒烯的氧化还原性能 (4)
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
2.3 单个富勒烯分子的电子输运性质 (5)
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
2.4 富勒烯单分子器件 (6)
預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
2.4.1 分子导线和供体-受体系统 (6)
渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
2.4.2 分子整流管 (8)
铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
2.4.3 晶体管 (8)
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
2.5 总结与未来的方向 (9)
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
3 碳纳米管 (10)
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
3.1 碳纳米管的制备和提纯 (10)
蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
3.2 碳纳米管的电化学性质 (10)
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
3.3 碳纳米管的电荷传输性质 (11)
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
3.4 碳纳米管器件 (11)
驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
3.4.1 碳纳米管作为连接体 (11)
猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
3.4.2 碳纳米管晶体管 (12)
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
3.5 集成电路与未来的方向 (12)
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
4 石墨烯 (13)
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
4.1 简介 (13)
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
4.2 性质 (13)
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
4.2.1 单分子和双分子层石墨烯 (13)
凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
4.2.2 多分子层石墨烯 (14)
恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
4.3 有机光电子的应用 (14)
鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
4.4 总结和未来的方向 (15)
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
结论 (16)
阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
参考文献 (17)
氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
致谢 (19)
釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
附录 (20)
怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
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）。
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。
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，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
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
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
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。
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
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/e4695415.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。
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
先进碳基复合材料行业画像分析报告 2019年12月
目录 一、先进碳基复合材料概述 (4) 1、碳/碳复合材料 (4) （1）碳/碳复合材料简介 (4) （2）碳/碳复合材料的制备方法 (5) （3）碳/碳复合材料的发展趋势 (5) 2、碳/陶复合材料 (6) （1）碳/陶复合材料简介 (6) （2）碳/陶复合材料的制备方法 (6) （3）碳/陶复合材料的发展趋势 (7) 二、行业发展态势及驱动力分析 (8) 1、产品向大尺寸方向发展 (8) 2、应用领域不断扩大，市场空间广阔 (8) 3、政策推动行业持续、快速发展 (8) 三、市场需求分析 (9) 1、光伏产业市场空间广阔，带动先进碳基复合材料行业加速发 展 (9) （1）国内外光伏行业市场情况 (9) （2）硅片的市场需求情况 (11) （3）碳基复合材料在晶硅制造热场中的应用及优势 (11) 2、半导体行业发展迅速，对先进碳基复合材料的需求持续增长 (12) （1）国内外半导体行业发展情况 (12) （2）半导体硅片的制备和发展趋势 (13)
3、先进碳基复合材料在其他领域的应用 (14) （1）先进碳基复合材料在制动领域的应用 (14) （2）先进碳基复合材料在密封耐磨领域的应用 (14) （3）先进碳基复合材料在耐腐蚀领域的应用 (15) 四、行业内主要企业 (15) 1、西格里（SGL）集团 (15) 2、东洋炭素株式会社 (15) 3、方大炭素新材料科技股份有限公司 (15) 4、西安超码科技有限公司 (16) 五、行业发展制约因素 (16) 1、国际厂商规模优势明显，竞争能力较强 (16) 2、高端技术人才相对缺乏 (16)
--] 诺贝尔学术资源网->材料资源->《转》国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向[打印本页] 登录->注册->回复主题->发表主题 romanceliu 2008-01-15 17:37 查看完整版本: [-- 《转》国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向 一.国外情况 1996年世界碳纤维生产能力15000t,实际产量约10000t左右,其中日本约占60%。日本有三家大公司从事碳纤维的生产、研究和开发,东丽公司、东邦人造丝 公司和三菱人造丝公司是世界著名的碳纤维生产企业,它们都在积极扩展碳纤维生产,继续加强其在世界市场上的主导地位,并纷纷实现从原丝到下游复合材料一体化的配套生产体制,碳纤维及其下游产品己成为这些公司的支柱产业和新的经济增长点。 随着航空航天飞行器各项性能的不断提高,对结构件用材料的性能要求也越来越高。今后日本先进复合材料的发展方向是:在增强材料方面,进一步提高碳纤维的强度和模量,降低成本;在树脂基体方面,主要提高树脂的冲击后压缩强度和耐湿热性;在复合材料成型技术方面,进一步实现整体成型技术、固化监控、自动化技术及三维复合材料技术,从而同时提高复合材料性能降低制造成本。 美国是碳纤维生产大国,更是消费大国,世界碳纤维40%以上的市场在美国。美国199 6年碳纤维生产能力约为4500t,其中卓尔泰克(ZOLT E K公司1997年在美国德克萨斯州的亚平伦城和匈亚利的布达佩斯附近建了5条碳纤维生产线,1997年的总生产能力达3000t左右,一跃成为世界上生产碳纤维的最大集团之一。
它的产品有许多特色,最主要是低成本、低价格、大丝束、采用纺织用的丙烯酸原丝和开发工业级碳纤维等。该公司生产的碳纤维价格已降至17.64$/kg,而日本东丽同类产品大约30$/kg。在应用方面,美国摩里逊(Morison公司为达纳(Dcna公司生产汽车传动轴,供通用汽车公司用;采用碳纤维复合材料可使原来由两件合并成一个传动轴简化成单件,与钢材料相比,可减重60%。美国斯道顿复合材料公司(Stoug hton开发碳纤维复合材料集装箱,重量轻、耐磨,在碳纤维价格降至17.6$/kg 时,此集装箱的价格可与金属集装箱竞争。 目前,美国正在开发碳纤维复合材料的五大新市场,即清洁能源车辆、土木建筑工程、近海油田勘探和生产、风力发电机大型叶片、高尔夫球杆和球拍。这是推动美国和世界碳纤维复合材料大发展的动力。随着碳纤维生产规模的扩大和生产成本的下降,在增强木材、机械和电器零部件、新型电极材料乃至日常生活用品中的应用必将迅速扩大。 除日美之外,德国、英国和韩国也具有一定碳纤维复合材料生产能力。据预测,今后十年世界碳纤维及复合材料需求量将稳定高速增长。国外碳纤维及复合材料业已步入良性循环,而我国目前尚不具备国际竞争能力。我国当前及今后一个时期内最大的市场在体育用品方面。我国碳纤维及其复合材料业存在的几个问题为:原丝质量差、生产规模小、质量低、价格高、应用基础研究薄弱等。 二.国内情况 1.转自泰州市科协《科技快讯》总第110期:碳纤维取代钢筋 钢筋是混凝土不可缺少的材料,现在日本科学家开发出利用碳纤维取代钢筋制作钢筋混凝土的技术。根据这项新技术,先将1.2万根直径约7微米的碳纤维困在一起,制成30根碳纤维绳,然后呈螺旋状在骨架上缠绕碳纤维绳,只在连接处用树脂固定起来。整个工作由机器人按输入的设计完成。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料研究进展 摘要：介绍了碳纤维增强环氧树脂基复合材料的复合结构及体系特性，复合体系的机械性能和复合工艺，复合界面结构的一些表征方法及增强的机理，纤维素表面处理的一些常用方法，以及EP/CF复合材料的一些应用。 关键词：表面处理、增强机理、界面表征、复合工艺、应用 前言： 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. 碳纤维的表面处理 碳纤维复合材料的层间剪切强度一般较差，这是因为碳纤维与树脂之问的粘接力较差所致。为了改善碳纤维复合材料的界面粘接性能．必须对碳纤维表面进行处理。表面处理可起到以下 3种作用。第一，防止弱界面层(Weak boundary layer) 的生成。作为WBL有：①所吸附的杂质、脱模剂等；②界面层老化时形成的氧化层、水合物层等；③与基体的不充分浸润而所束缚的空气层等。第二，产生适合于粘接的表面形态，使增强材料表面生成凹凸，通过抛锚效应而提高界面粘接性能，但凹凸过多粘接也不好，所以应作适当调整。第三，改善树脂和增强材料的亲合力。例如，增强材料和树脂的极性差异很大时，在增强材料表面涂上极性中等的覆盖剂；还可以在表面上进行化学处理，导入一些官能团而提高界面粘接性能等。目前常用的表面处理方法有以下几种： l.1气相氧化法 等)中，在加温、加催化剂等特殊气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂(如空气、O 3 条件使其表面氧化生成一些活性基团(如羟基和羧基)。经气相氧化法处理的碳纤维所制成的CFRP，弯曲强度、弯曲模量、界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(IISS)等力学性能均可得到
碳纤维增强复合材料用环氧树脂研究进展 摘要：综述了环氧树脂的合成方法、固化方法以及改性的研究现状以及理论知 识，介绍了碳纤维增强环氧树脂复合材料的生产和性能，重点讲述了环氧树脂的改性方法。 关键词：环氧树脂；碳纤维；复合材料；改性 碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量、综合性能优异的新型纤维材料，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维作为一种高性能纤维,具有高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、抗蠕变、耐辐射、耐疲劳、导电、传热和热膨胀系数小等诸多优异性能。此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1]。碳纤维既可用作结构材料来承载负荷,又可用作功能材料。因此在国内外碳纤维及其复合材料近几年的发展都十分迅速。碳纤维的制备是有机纤维进行碳化的过程，在惰性气体中将含碳的有机物加热到3000℃左右，非碳元素脱离，碳元素含量逐步增大并最终形成碳纤维。其典型的宏观结构如图1所示。 图1 碳纤维的宏观结构 a 整体效果 b 局部效果 1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷合成了树脂状产物，1909年俄国化 学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物，在19世纪末20世纪初的这两个重大发现揭开了环氧树脂走向世界的帷幕。环氧树脂是一类重要的热固性树脂,是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂。环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能,以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用[2]。我国环氧树脂的研制开始于1956年，在上海、 沈阳两地首获成功，并在1958年于上海首先开始了工业化生产。到了60年代中期国内开始研究新型的环氧树脂，如脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂等种类，70年代末着手开发了元素改性环氧树脂、特种环氧树脂等诸多新品种。 经过五十余年的发展，环氧树脂的生产和应用取得了长足的进步，然而和金属等传统材料相比，我国的环氧树脂产业在生产规模、品种数量、产品质量等方面和发达国家仍有较大差距。