碳纤维增强橡胶复合材料_贺福
高端新产品_碳纤维复合芯电缆
V ol .38N o .6·16·化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS 第38卷第6期2010年6月作者简介:孙微(1968-),女,大学专科,实验师,主要从事碳纤维技术情报工作。
高端新产品-碳纤维复合芯电缆孙 微1 贺 福2(1.中国科学院山西煤炭化学研究所图书馆,太原030001;2.中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室,太原030001)摘 要 碳纤维复合芯铝绞电缆(A CCC )是传统钢芯铝绞电缆(A CS R )的更新换代产品。
这种新型电缆具有重量轻、强度大、耐高温、热膨胀系数小、耐腐蚀、输送容量大、线损小和弛度低等一系列优异性能,是电缆的高端产品。
日本和美国已经研发成功A CCC 电缆,并在电网中得到实际应用。
我国从美国已购买这种电缆,在多种电网中开始试用。
同时,我国已开始研制A CCC ,以取代传统的A CS R 电缆,这必将使我国架空输电技术提高到一个新水平。
关键词 碳纤维,电缆,A CCCHigh -end new product ———aluminum conductor composite corereinforced cable (ACCC )Sun Wei 1 H e Fu 2(1.Library ,Institute o f Co al Chemistry Chinese Academy o f Science ,T aiyuan 030001;2.Key Laboratory of Carbo n Materials ,Institute of Coal Chemistry ChineseAcadem y of Science ,Taiy uan 030001)A bstract A luminum co nduc to r compo site co re reinfo rced cable (A CCC )is the upg rading and replacing product ofthe traditio nal aluminum co nducto rs (cable )steel -reinfo rced (A CS R )。
碳纤维
碳纤维复材0902班林晓光16号碳纤维（carbon fibre），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。
碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。
现在国内已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。
同时，碳纤维发热产品，碳纤维采暖产品，碳纤维远红外理疗产品也越来越多的走入寻常百姓家庭。
碳纤维增强材料的表面物理化学特点：1.表面积：碳纤维的表面积通常是用Brunauer—Emett-Teller(BET)公式计算氮或氪在77K的吸附而得到的。
它取决于原材料的本质、热处理温度和对碳纤维进行的表面处理的本质。
PAN基碳纤维通常具有均匀的横截面和光滑的表面，因此与具有不规则横截面和粗糙表面的粘胶基碳纤维相比，表面积较小。
在较低温度下制备的碳纤维(II型和1Ii型)具有有属性差的结构，并含有大量微孔，因此表面积大。
当热处理温度升高时，能消除大部分孔隙，而且减小了通向表面的孔隙率，因此表面积减小。
2.多孔结构：在碳纤维中存在着孔隙。
现在确认碳纤维是由石墨层面以不完善堆砌的微纤柬构成的。
这种不完善的堆砌使得微纤束之间产生空间，从而形成了孔隙或空穴。
缺陷是碳纤维的致命伤_贺福
- 26 -
高科技纤维与应用
第35卷
陷的产生、减小缺陷尺寸和减少缺陷数目已成为 研究构效关系的一条主线，也是提高其性能的基 本思路。缺陷的种类繁多：有晶格缺陷、结构缺 陷、杂质缺陷、损伤缺陷等。其中，表面缺陷约 占90%，是影响抗拉强度的主要缺陷。表面缺陷 属于后天性缺陷，主要由生产过程引入。故如何 消除或控制后天性缺陷的产生将是优化工艺参数 和完善生产设备应该着重考虑的课题。
抗拉强度/GPa 抗拉强度/GPa
6
L 5
4 3
2
1
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
表面缺陷尺寸/μm
图2 碳纤维表面缺陷与单丝强度的关系
而释放出来，二是释放出应变能与生成新表面能相 等，遵守能量守恒定则，且释放出应变能与裂纹长 度的平方根成反比。抗拉强度与裂纹尺寸呈现出反 比关系。首次把抗拉强度与裂纹尺寸关联起来，具 有科学意义和实用价值。裂纹尖端的曲率半径很 小，应力线密度很高，应力高度集中，一旦外力超 过临界应力时，裂纹迅速扩张而导致脆性断裂。因 此，裂纹是断裂之源。 1.3 最弱连接理论
中图分类号: TQ342.742
文献标识码: A
文章编号: 1007-9815（2010）04-0025-07
Defects are particularly serious for Carbon Fibers
HE Fu
(Institute of Coal Chemistry Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001 China) Abstract: In this paper, the reason why the various defects are generated and the effects on tensile strength of carbon fibers are emphatically discussed. Carbon fibers are brittle materials and as such the tensile strength is determined by various defects in carbon fibers. It is incontrovertible that defects are particularly serious for carbon fibers. The Griffith’s micro-crack theory can be used to reveal the relation between tensile strength and defects. The smaller the size and the fewer the number for defects within carbon fibers, the stronger the fibers and the smaller the CV value. The essential routine to increase the tensile strength of carbon fibers is to inhibit the generation of various defects, and to decrease the defect size and the amount. The fundamental way to improve the mechanical properties of carbon fibers is to eliminate various defects within the fibers. Key words: carbon fiber; tensile strength; defect; measure
不同碳纤维表面状态及其复合材料界面对比
第36卷 增刊1 稀有金属材料与工程 V ol.36, Suppl.1 2007年 8月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING August 2007收稿日期：2007-02-28作者简介：王 松，男，1976年生，博士，国防科技大学CFC 国防科技重点实验室，湖南 长沙410073，E-mai ：wangsong0731@不同碳纤维表面状态及其复合材料界面对比王 松，陈朝辉，李 伟(国防科技大学新型陶瓷纤维及复合材料国防科技重点实验室，湖南 长沙 410073)摘 要：对比研究了进口T300碳纤维和国产JC2#纤维的表面状态及其在C/SiC 复合材料中形成的界面状态。
结果显示T300纤维表面O 和N 杂原子含量丰富，其C 原子含量仅为86.0%；而JC2#纤维的表面C 原子含量达到93%。
与JC2#纤维相比，T300纤维的表面更为粗糙，其表面沟槽粗壮杂乱。
在C/SiC 复合材料中，T300纤维与SiC 基体紧密结合，经界面微脱粘法测试得出T300纤维与基体的界面微脱粘载荷是JC2#纤维的2倍。
高表面活性和粗糙物理表面是T300纤维在C/SiC 复合材料中形成强界面结合的根本原因。
关键词：碳纤维；表面；界面；复合材料中图法分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2007)S1-0608-031 前 言碳纤维自问世以来，凭借自身优异的高比强度、高比模量，抗腐蚀耐高温等性能，广泛应用于各类复合材料。
在复合材料中，碳纤维作为增强相必须通过纤维-基体界面才能实现增韧和补强的双重功效[1,2]。
纤维-基体界面性能主要由基体性能、复合成型工艺及纤维表面状态决定，其中纤维表面状态对复合材料界面及最终性能有着较大的影响。
碳纤维表面状态包括表面化学状态与表面物理状态：表面化学状态决定纤维-基体化学界面的结合强弱；表面物理状态决定界面的物理结合强弱。
不同碳纤维具有特有的表面状态，从而形成不同状态的复合材料界面。
我国碳纤维工业由普及到提高的攻坚势在必行
我国碳纤维工业由普及到提高的攻坚势在必行
贺福;孙微
【期刊名称】《高科技纤维与应用》
【年(卷),期】2011(036)004
【摘要】阐述指出,我国碳纤维工业目前处于历史发展最好时期,具体呈现出投资额度大、生产规模大、技术日臻完善、设备比较精良等特点;但同时,我国碳纤维性能品级大多为通用型,且品种单一,品质欠佳,碳纤维工业尚处新兴产业的普及阶段,亟需产业技术提升,研制多品种高性能的碳纤维已迫在眉睫。
并进一步指出有关攻坚的思路、方法和措施：生产优质低成本原料;提高装备技术水平,满足关键工艺需要;配套研发纺丝油剂、碳纤维表面上浆剂等辅剂;严格碳纤维品质监控等。
实现我国碳纤维工业由普及到提高的全面飞越。
【总页数】6页(P7-11,24)
【作者】贺福;孙微
【作者单位】中国科学院山西煤炭化学研究所,太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所,太原030001
【正文语种】中文
【中图分类】TQ327.3
【相关文献】
1.先普及再提高——浅谈对我国汽车工业发展的看法 [J], 且小钢
2.碳纤维复合材料的应用现状及我国碳纤维工业的发展方向 [J], 李奇辉;刘向阳;房
晓斌
3.碳纤维工业发展态势与我国沥青基碳纤维现状 [J], 王太炎
4."攻坚克难"提高残疾儿童少年义务教育普及水平 [J], 牛生才; 卢义拉
5.我国碳纤维工业现状和碳纤维应用 [J], 金立国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
我国著名碳纤维专家贺福研究员逝世
百余 篇 ，获 国家专利 多 项 ，编写 碳纤 维领 域著 作４
任 。经 严 格评 审 ，与 会专 家 认 为 ：苏 州 赛 力 菲 陶
纤有 限公 司 的 “ 年产５ ｔ 聚 碳 硅烷 制 备工 艺 和放 大 技术 ”和 “ 年产 ｌ ｔ 连续Ｓ ｉ Ｃ 纤 维制 备技术 ”两 项技
材料 “ 无米 之炊 ”的状况 。 由江 苏省 国防 科 学技 术 工 业办 公 室 牵 头 ，组
贺老 毕生 致 力 于碳 纤 维 的研 究工 作 ， 是我 国 碳 纤 维 领域 的奠 基 者之 一 ，为 我 国碳 纤 维 事业 的
发 展 做 出 了杰 出贡 献 。 曾荣 获 全 国科 学 大 会奖 及
会。 鉴 定委 员会 由 中国工 程 院蒋 士成 院士 、哈 尔
良师 益 友而 悲恸 ，哀 吟成 诗 ，以缅怀 贺老 ：
一
代 宗师 星 陨落 ，哀 悼尊 长泪 横夺 ；
（ 编 辑部 ）
儒 雅谦 卑风 范楷 ，博 学谨 治功 勋卓 。
滨 工业 大 学黄 玉 东教授 、 东华 大 学 胡祖 明教授 等 国 内高性 能 纤维 领 域 知 名专 家 组 成 。鉴 定 委 员会 专家 考 察 了Ｆ 一 １ ２ 纤 维５ ０ ｔ ／ ａ 生产 线 运行 现 场 ，查看 了Ｆ ． １ ２ 纤 维样 品 ，听 取 了Ｆ 一 １ ２ 纤 维产 业 化 工 作 总 结和 技术 总结 报 告 ， 比对 了第 ３方 出具 的Ｆ ． １ ２ 纤
部 ，为 国家培养 出急需的硕、博士战略型人才数 十 名 。是 一位 德 高 望 重 的学 者 和老 前 辈 ， 是一 位
桃 李满 天下 的智 者 。
碳纤维对橡胶复合材料性能的影响
碳纤维对橡胶复合材料性能的影响武卫莉;哈博【摘要】用高性能的碳纤维(CF)作增强剂,橡胶作基相及偶联剂作为相容剂制备了CF/橡胶复合材料.用CF增强顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)4640、4045及4045M、氯丁橡胶(CR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)和甲基乙烯基硅橡胶(MVQ),通过力学性能和热老化测试,确定CF适合增强的胶种及用量.用偶联剂作相容剂研究了偶联剂对橡胶和CF相容性的影响;通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)分析了CF和橡胶交联结构的相容性.结果表明,CR为基相,复合材料的力学性能最好;MVQ作基相,复合材料的热稳定性最好.获得最佳力学性能配方为:CR 100份,CF 12份,偶联剂KH550 2.5份,白炭黑20份,防老剂D1份,促进剂M1份,硬脂酸1份,硫黄1份,氧化锌8份.CF增强CR的最佳固化条件为:固化温度175℃,固化压力10MPa,固化时间30 min.通过SEM和IR 分析,进一步确定CF、KH550和CR的混合相容性最好.【期刊名称】《弹性体》【年(卷),期】2015(025)001【总页数】5页(P40-44)【关键词】复合材料;橡胶;CR;CF;制备;力学性能【作者】武卫莉;哈博【作者单位】齐齐哈尔大学材料科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;黑龙江省高校聚合物复合改性重点实验室,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】TQ333;TQ342+.74橡胶具有极佳的回弹性、绝缘性、隔水性及耐屈挠性等特性，广泛用于轮胎、胶管、密封材料等领域[1]，但是普通橡胶因自身强度低，耐高温性能及耐磨性差而影响其使用寿命[2]。
橡胶中添加高性能纤维是改善性能的最佳途径[3]。
玻璃纤维和碳纤维(CF)都是最常选用的纤维，它们都是优良的增强材料，拉伸强度和弹性模量都很高并且具有耐老化和耐化学品腐蚀，性能优良，吸湿性小，吸水性小，耐热性好，热膨胀系数小等优点。
碳纤维在国防军工领域中的应用(2)
料 的 整 体 性 能 臻 于 完 善 。 这 些 先 进 复 合 材 料
（ ｖ ｎ ｅ ｏ ｌ ｏｉ ｔｒ ｌ Ａｄ ａ ｃｄ Ｃ ｎ ｐ ｓ ｅＭａｅｉ ，ＡＣ ）不 仅提 ｔ ａ Ｍ
供 高 比强度 和 高 比模 量 ，而 且提 供 优 异 的耐 热 和 温 湿 性 能 ， 可用 来 制造 飞 机 的一 次 结 构和 二 次 结
维普资讯
第３ ２卷 第 １期
２０ ０ ７年 ２月
高 科 丝 纤 维 与 应 用
ＨｉＴ ｃ ｉ ｅ － ｅ ｈ Ｆ ｂ ｒ＆ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｐｉ ｔ ｃ ｏ
Ｖｌ． ２ Ｎｏ １ ０ ３ ． １
Ｆｅ ．２ ０ ｂ ０７
碳 纤维在 国防军工领域 中的应用 （） ２
ｆｒｅ ｔｒ ｌ （ Ｆ Ｐ ａ ｅｎｗｉｅ ｓｄｉ ｅｅ ｃ ｎ ｌａ ｙ Ｃ ｒ ｏ ｂ ｒｈ ｌｓ ｒ ｎ ｒ ｏｃ ｄｍａｅ ｉ ｓ Ｃ Ｒ １ ｓ ｅ ｄ ｌ ｕ ｅ ｄ ｆｎ ｅａ ｄｍｉｔｒ ． ａ ｂ ｎｆ ｅ ｏｄ ｅ ｄｍｏ ｅ ａ ｈ ｂ ｙ ｎ ｉ ｉ ｍｏ ａ
Ｋｅ ｏｒ ： ＣＦＲＰ； ｂ ｔｌｐａ ｅ ａ ｐｉａ ｉｎ ｙ ｗ ｄｓ ａｔｅ ｌ ｎ ； ｐ ｌ ｔｏ ｃ
刖 置
由表 １列 出的数 据可 知 ，铝合 金 的耐 热性较
差 ，可 作 为 飞机 内部 材 料 ，作 外 皮 结 构就 有 点 欠 随着 碳 纤 维 性 能 的不 断提 高和 基 体 树脂 的不
Байду номын сангаас
合材 料 和 碳 化硅 纤 维 增 强铝 复合 材 料 可用 来 制 造 飞机 的结 构 材 料 ，尤 其 是碳 纤 维 增 强 双 马来 酰 亚
胺树 脂 已成 为制造 先 进 战机 的主 要材 料之 一 。碳 ／ 碳 复 合 材 料 主 要 用 来 飞机 的 制 动 刹 车 材 料 。