高性能碳纤维增强复合材料_材料科学与工程专业本科生毕业论文
碳碳复合材料论文
碳碳复合材料论文碳／碳复合材料概述C／C复合材料是指以碳纤维作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料。
作为增强体的碳纤维可用多种形式和种类，既可以用短切纤维，也可以用连续长纤维及编织物。
各种类型的碳纤维都可用于C／C 复合材料的增强体。
碳基体可以是通过化学气相沉积制备的热解碳，也可以是高分子材料热解形成的固体碳。
C／C 复合材料作为碳纤维复合材料家族的一个重要成员，具有密度低、高比强度比模量、高热传导性、低热膨胀系数、断裂韧性好、耐磨、耐烧蚀等特点，尤其是其强度随着温度的升高，不仅不会降低反而还可能升高，它是所有已知材料中耐高温性最好的材料。
因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。
C／C复合材料的致密化工艺C／C复合材料的制备工艺主要有两种方法：化学气相法(CVD 或CVl)和液相浸渍一碳化法。
前者是以有机低分子气体为前驱体，后者是以热塑性树脂(石油沥青、煤沥青、中间相沥青)或热固性树脂(呋喃、糠醛、酚醛树脂)为基体前驱体，这些原料在高温下发生一系列复杂化学变化而转化为基体碳。
为了得到更好的致密化效果，通常将化学气相法和液相浸渍一碳化法进行复合致密化，得到具有理想密度的C／C 复合材料。
1、化学气相法化学气相法(cVD或cVI)是直接在坯体孔内沉积碳，以达到填孔和增密的目的。
沉碳易石墨化，且与纤维之间的物理兼容性好，而且不会像浸渍法那样在再碳化时产生收缩，而这种方法的物理机械陛能比较好。
但在cVD过程中，如果碳在坯体表面沉积就会阻止气体向内部孔的扩散。
对于表面沉积的碳应用机械的方法除去，再进行新一轮沉积。
对于厚制品，CVD法也存在着一定的困难，而且这种方法的周期也很长。
2、液相浸渍法一碳化法液相浸渍法相对而言设备比较简单，而且这种方法适用性也比较广泛，所以液相浸渍法是制备C／C复合材料的一个重要方法。
它是将碳纤维制成的预成型体浸入液态的浸渍剂中，通过加压使浸渍剂充分渗入到预成型体的空隙中，再通过固化、碳化、石墨化等一系列过程的循环，最终得到C／C复合材料。
碳纤维复合材料论文
碳纤维复合材料论文标题：碳纤维复合材料：制备、性能与应用摘要：碳纤维复合材料是一种重要的先进材料，在航空航天、汽车制造、体育器材以及其他领域具有广泛的应用前景。
本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及其在不同领域的应用研究，旨在为碳纤维复合材料的研究和应用提供一定的参考。
1.引言随着科技的进步和产品性能需求的提高，新型材料的研究和应用成为一个重要的研究方向。
碳纤维复合材料以其高强度、低密度、优异的机械性能和化学稳定性等特点，受到了广泛关注。
2.碳纤维复合材料的制备方法2.1碳纤维的制备工艺2.2树脂基体的制备方法2.3复合材料的制备工艺2.4其他制备方法的研究进展3.碳纤维复合材料的性能特点3.1机械性能3.2热性能3.3电性能3.4耐腐蚀性能4.碳纤维复合材料在航空航天领域的应用4.1飞机结构件4.2发动机部件4.3航空航天用复合材料板5.碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用5.1车身材料5.2引擎附件5.3车内装饰材料6.碳纤维复合材料在体育器材领域的应用6.1网球拍6.2高尔夫球杆6.3自行车车架7.碳纤维复合材料的未来发展趋势对碳纤维复合材料未来的发展趋势进行展望，并提出了一些研究方向和应用前景。
包括在材料性能的进一步提高、制备工艺的优化、成本的降低等方面。
结论：碳纤维复合材料以其出色的性能和广泛的应用领域，成为了当今研究热点。
本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及在航空航天、汽车制造和体育器材等领域的应用情况，并对其未来的发展趋势进行了展望。
碳纤维复合材料在各个领域的应用前景广阔，值得进一步深入研究和应用。
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析碳纤维增强复合材料是一种高性能的工程材料，其力学性能优异，因此广泛应用于汽车、航空航天、体育器材等众多领域。
本文将对碳纤维增强复合材料的制备及其力学性能进行分析。
一、碳纤维增强复合材料制备碳纤维增强复合材料的制备过程包括预处理、预浸、挤出成型和固化四个步骤。
1.预处理首先要进行的是碳纤维的表面处理，以提高其在树脂中的分散度和界面性能。
通常采用的表面处理方法有电弧放电、等离子体处理和化学处理等。
2.预浸将经过表面处理的碳纤维放置在树脂浸润槽中，使其充分浸润，形成预浸料。
预浸料的配方通常是30%～50%的树脂，剩余为固体颗粒如碳纤维、填充料和固化剂等。
3.挤出成型将预浸料置于挤出机中进行挤出成型。
通过不断旋转的螺旋挤出头，将材料挤出并压实，形成成型件。
挤出过程中需要控制温度和压力，以保证成型件质量。
4.固化将挤出成型的件放入固化炉中进行固化。
通常固化时间和温度均需控制，以保证材料的固化度和力学性能。
二、碳纤维增强复合材料力学性能分析碳纤维增强复合材料具有很高的强度、刚度和低密度等优点，因此应用领域十分广泛。
其力学性能通常分为强度、刚度和疲劳三个方面。
1.强度碳纤维增强复合材料的强度具体可分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度和弯曲强度等。
其中，拉伸强度是该材料的最大强度指标，引强强度也是一个很好的指标。
此外，断裂韧性、夹层剪切强度和冲击强度也是衡量强度的指标。
2.刚度碳纤维增强复合材料的刚度主要指该材料的弹性模量和剪切模量。
弹性模量是衡量该材料抵抗形变能力的能力指标，即杨氏模量，剪切模量则是衡量该材料抵抗剪切、扭矩变形能力的能力指标。
3.疲劳碳纤维增强复合材料的疲劳指标分为疲劳极限、疲劳损伤阈值和疲劳寿命。
其中，疲劳极限是材料能承受的最大循环载荷，疲劳损伤阈值是指材料的循环载荷量，其导致的裂纹扩展损伤是初始裂纹尺寸的特定百分比。
总之，通过合理的制备和分析，碳纤维增强复合材料可以具有优异的力学性能，为各种领域的工程应用带来创新和改变。
碳纤维增强碳基复合材料增密方法及其特点
碳纤维增强碳基复合材料增密方法及其特点摘要：随着碳基复合材料在航空、航天、建筑、汽车等多个领域的广泛应用，其性能要求也越来越高。
其中，碳纤维增强碳基复合材料因其优异的力学性能和电磁性能受到广泛关注。
本文基于碳纤维增强碳基复合材料的制备和加工，介绍了增密技术在碳纤维增强碳基复合材料中的应用。
论文通过实验分析探究了碳纤维增强碳基复合材料增密技术的特点。
研究表明，提高增密温度和压力，增大导热介质的介质间隙和相对比表面积可以显著提高复合材料的密度，同时在一定范围内还可改善材料的力学性能。
关键词：碳纤维增强碳基复合材料；增密技术；温度；压力；导热介质。
正文：一、引言碳纤维增强碳基复合材料是由碳纤维和碳基材料制成的一种高性能、高功能的复合材料。
由于具备良好的抗腐蚀性、高温性、高强度和高模量等特性，碳纤维增强碳基复合材料在航空航天、汽车制造、纺织机械、建筑、电子器件等领域有着广泛应用。
然而，与传统金属、合金材料相比，碳纤维增强碳基复合材料的密度较低，这限制了其在一些领域的应用。
因此，如何提高碳纤维增强碳基复合材料的密度而不影响其优异性能成为了研究的热点。
本文主要介绍一种增密技术，并研究其特点以期为复合材料的研发和制造提供一定的理论支持和实践指导。
二、增密技术原理增密技术是指将复合材料中的孔洞填满，从而提高复合材料的密度。
增密通常通过加热和施加压力来实现。
加热可以使复合材料中的松散区域减少，进而使材料的密度得以增加。
而施加压力可以使空气、水分和其他有机物从复合材料中挤出。
此外，增密时还经常会加入导热介质来促进材料的加热和压缩。
在碳纤维增强碳基复合材料的制备过程中，提高增密温度和增大压力可以有效地实现增密。
导热介质的选择对增密效果也有重要的影响。
三、增密技术的实验研究为了探究增密技术的特点，我们进行了一系列的实验研究。
研究中采用碳纤维增强碳基复合材料作为样品，以蜡烛脂作为导热介质，控制不同温度和不同压力条件下的增密效果。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究
碳纤维增强复合材料的力学性能研究随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高，碳纤维增强复合材料作为一种新型材料，逐渐受到了人们的关注和研究。
碳纤维增强复合材料的优点在于具有轻质、高强和高刚性等特点，因此在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将围绕碳纤维增强复合材料的力学性能展开讨论，并分析其优点与不足。
一、碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料是由无定形材料和纤维增强材料组成的一种粘合材料。
其力学性能是影响使用效果的重要因素。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能主要表现在强度、刚度、韧度和疲劳寿命等方面。
下面将对这些方面进行详细讨论。
1. 强度碳纤维增强复合材料的强度是指在外力作用下，材料发生断裂前所能承受的最大应力。
由于其结构特殊，具有纤维对外界应力的抗拉能力，因而其强度很高。
实验表明，碳纤维增强复合材料的抗拉强度约为1500 MPa。
而同样条件下的钢材和铝材抗拉强度只有400 MPa左右，而且在高温、腐蚀等恶劣环境下，铝材和钢材的强度更低，而碳纤维增强材料的强度不变，还会增加。
2. 刚度碳纤维增强复合材料的刚度是指在外界力作用下，材料抵抗形变的能力。
由于其纤维本身刚度很高，因此材料的刚度也很高。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的弹性模量约为210 GPa，而同样条件下的钢材和铝材弹性模量分别为200 GPa 和70 GPa左右。
因此，在需要使用刚度较高的场合下，碳纤维增强复合材料具有较好的应用前景。
3. 韧度碳纤维增强复合材料的韧度是指在受力时，材料离开弹性阶段到断裂之前所需要的功。
与强度和刚度不同，碳纤维增强复合材料的韧度较低。
这是由于该材料虽然具有纤维与增强材料的双重优势，但其内部结构复杂度很高，存在许多微小裂缝，因此材料整体的韧性有所下降。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的韧度约为25-50 kJ/m2，而同样条件下的钢材和铝材韧度分别为200 kJ/m2和10-20 kJ/m2左右。
碳纤维复合材料范文
碳纤维复合材料范文碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）是一种由碳纤维与树脂基体组成的高性能复合材料。
它具有优异的力学性能、较低的密度和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
本文将从碳纤维的特点、制备方法、力学性能及应用领域等方面进行介绍。
碳纤维是一种由碳元素组成的纤维，具有高强度、高模量和低密度等特点。
其强度比钢材高5倍以上，模量比钢材高2倍以上，密度仅为钢材的四分之一、此外，碳纤维还具有优异的耐腐蚀性和导电性，在高温环境下也能保持良好性能。
这些特点使得碳纤维在许多领域有着广泛的应用前景。
制备碳纤维复合材料的方法主要包括预浸法、浸润法和热压法等。
预浸法是将碳纤维预先浸渍于树脂中，使其成为硬化的片材，进而进行分层堆积。
浸润法是将预浸过的碳纤维层与树脂层分别压制成预制板，再进行热压或热固化处理。
热压法则是将碳纤维与树脂在加热和压力作用下同时进行热固化，形成成品。
碳纤维复合材料具有优异的力学性能，主要表现在高强度、高模量和高韧性等方面。
由于碳纤维的高强度和高模量特性，使得复合材料能够承受更大的载荷，在相同重量下具有更高的强度。
而碳纤维的高韧性也使复合材料在受力时能够表现出更好的延展性和断裂韧性。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的疲劳及耐腐蚀性能，使其能够在复杂的工程环境中长时间稳定运行。
碳纤维复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于其优异的力学性能和轻质化特点，它能够降低飞机结构重量，提升机翼等关键部件的强度和刚度，改善飞机的燃油效率。
同时，碳纤维复合材料还具有较高的耐腐蚀性，能够在大气、海洋等复杂环境下长期使用。
另外，碳纤维复合材料还广泛应用于航天器、导弹等领域，用于提升载荷能力和减轻结构重量。
汽车工业是另一个重要的应用领域。
碳纤维复合材料能够提升汽车的燃油效率和安全性能。
汽车零部件如车身、座椅和悬挂等，使用碳纤维材料可以降低整车重量，提升车辆的操控性和行驶稳定性。
碳纤维复合材料论文复合材料论文
碳纤维复合材料论文复合材料论文：我国碳纤维增强复合材料的市场状况【摘要】碳纤维复合材料（CFRP）作为一种先进的复合材料，具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，在航空航天、汽车等领域已有广泛的应用。
文章通过对碳纤维在行业中的广泛应用及现状分析，对国内碳纤维复合材料市场的问题与前景进行了探讨。
【关键词】碳纤维复合材料；体育休闲用品；结构加固工程一、我国CFRP体育休闲用品的发展情况我国在八十年代初开始研制CFRP体育运动器材。
1983哈尔滨玻璃钢研究所研制的CFRP羽毛球拍，1987年研制成功碳纤维/玻璃纤维混杂增强环氧树脂的蜂窝夹层结构四人皮艇。
八十年代中期，由于中国的改革开放政策和劳动力低廉等原因，台湾逐步把劳动力密集，污染严重的CFRP体育器材制造业转往大陆沿海地区。
例如，台湾80％的高尔夫球杆、40.50％的网球拍、羽毛球拍，60％以上的自行车架制造业转移到深圳、东莞、福州和厦门等地；一些发达国家也把该种体育器材制造业转来中国。
例如，韩国把其大部分CFRP钓鱼杆制造业转来中国天津、威海和宁波等地。
据统计，2002年国产CFRP钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍、自行车等已分别占到世界同类产品产量的60％、60％、75％、65％。
这些CFRP体育休闲用品所消耗的CF量，约占当年世界CF消耗总量的16％。
然而，由于国际CFRP体育休闲用品已处于饱和状态，今后这方面产品将基本上处于稳定状态，年增长速度大体在1％左右。
二、结构加固工程已成为CFRP产业新的增长点中国从1997年开始从国外引入CFRP加固混凝土结构技术，并开始进行相关研究，由于其巨大的技术优势，在短短的时间内很快形成研究和工程应用的热点。
目前国内已有国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心、清华大学、东南大学、天津大学、北京航空航天大学、北京化工大学、中国建筑科学研究院等数十个高校和科研院所先后开展了CF加固建筑结构的研究，已完成多项研究课颗，发表研究论文100多篇。
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究引言：碳纤维增强复合材料是一种具有高性能和轻质化特点的新材料，广泛应用于航空航天、汽车、船舶和体育器材等领域。
本文将从碳纤维的制备方法、复合材料的制备工艺以及其性能研究等方面进行探讨。
一、碳纤维的制备方法碳纤维是一种由高度纯净的碳素原料制备而成的纤维。
目前常用的制备方法主要有聚丙烯腈纤维炭化法、沥青纤维炭化法和煤沥青纤维炭化法。
聚丙烯腈纤维炭化法是最常用的制备碳纤维的方法，其过程包括聚合、纺丝、预氧化、炭化和高模拉伸等步骤。
该方法制备的碳纤维具有较好的力学性能和电导率，广泛应用于航空航天领域。
沥青纤维炭化法利用含碳的原料，如煤沥青或石油沥青，制备碳纤维。
该方法具有制备工艺简单、成本低的优点，但碳纤维的力学性能相对较低。
煤沥青纤维炭化法是一种利用煤沥青作为碳纤维原料的方法。
通过将煤沥青纺丝成丝线，然后炭化处理得到碳纤维。
这种制备方法的碳纤维具有竖直排布的孔隙结构，结构独特，但强度较低。
二、复合材料的制备工艺碳纤维增强复合材料的制备工艺是将碳纤维与树脂复合而成的一种新型材料。
制备过程主要包括预处理、层叠和固化等步骤。
预处理是指对碳纤维进行表面处理，以增强其与树脂的粘结能力。
常用的方法有碱处理和氧等离子体处理。
碱处理可以使碳纤维表面形成羟基官能团，提高粘结性能。
而氧等离子体处理可以增加碳纤维表面的活性基团，提高其化学反应性。
层叠是将预处理过的碳纤维与树脂按照设计要求进行层叠，形成复合材料的初始结构。
层叠可以通过手工层叠和机械层叠两种方式进行，手工层叠适用于小批量生产，机械层叠适用于大规模生产。
固化是指将层叠好的碳纤维与树脂的复合材料放入固化设备中，在一定的温度和压力下进行固化反应。
固化过程中，树脂将热固化，与碳纤维形成牢固的化学键，使复合材料具有较好的力学性能和稳定性。
三、性能研究碳纤维增强复合材料的性能主要包括力学性能、热性能和导电性能等。
力学性能是衡量复合材料强度和刚度的重要指标，包括拉伸、弯曲和剪切等性能。
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高性能碳纤维增强复合材料第1章绪论1.1 课题概述复合材料是指用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分，通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料，由基体、增强体及它们之间的界面组成。
复合材料不仅具备各组分材料的性能，更具备各组分因协同效应而产生的优越综合性能。
其分类方法有多种，其中，按照基体材料的性质通常分为金属基复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料。
复合材料按照增强体的几何形态分为四类，即纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、薄片增强复合材料和叠层复合材料。
复合材料中常用的纤维状增强体有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维和金属纤维等。
碳纤维增强树脂基复合材料以树脂为基体，以碳纤维及其织物为增强体，可做结构材料，也可作功能材料。
高性能树脂基复合材料是其中最新和最重要的一类，其树脂基体有环氧树脂、双马来酰亚胺和酚醛树脂等，因其高强度、高模量和低密度等特点，常作为结构材料，其拉伸强度一般在3500MPa以上，是普通钢拉伸强度的7~9倍；其密度约为铝合金的60%，模量为230~430GPa，明显高于普通钢材，因此，其比强度就超过2000MPa/(g/cm3)，远高于普通钢材的59MPa/(g/cm3)，比模量也远高于普通钢材。
相对金属材料，碳纤维增强树脂基复合材料更易实现大型构件的成型，减少构件之间铆钉等连接环节，并具有良好的尺寸稳定性[1-3]。
随着航空航天和现代武器的不断发展，对所用材料提出了更高的要求。
例如在设计导弹、人造卫星、飞机的承载构件时，越来越需要高比强度和高比模量的材料，于是轻质、高强的先进树脂基复合材料在高科技领域和国防建设中占有越来越重要的位置[4-5]。
高性能碳纤维增强复合材料不仅能够有效地提高结构的刚度，还能有效地降低航天器自身的重量[6-9]，进而减少燃料成本，提高飞机的携带能力，增强飞机的可靠性和经济性。
航天器的发射成本是非常昂贵的，每公斤高达数十万美元，因此有效地降低航天1器自身重量成为了降低航天器有效载荷成本的关键所在。
此外，碳纤维增强树脂基复合材料可以根据不同的需要满足飞行器的吸波隐身、消音等功能，集结构性和功能性于一体。
航空航天领域，对材料的要求极其严格，复合材料并不能完全取代其他材料。
从20世纪70年代起，美国开始把复合材料应用于飞机制造，从最初的整流罩、扰流板到方向舵等受力较小的构件，到80年代，发展到平尾等受力较大的构件。
从昂贵的B-2战略轰炸机到小型无人战斗机X- 45A(UCA V)，CFRP被广泛的用来制作飞机壳体、机架、机翼、横梁、阻流板、尾翼舵、螺旋桨、起落架、发动机舱门等部件。
波音公司的梦想客机B787复合材料用量达到50%，欧洲空中客车也一直致力于复合材料研究，先进的大型客机A380其复合材料使用量达25%。
复合材料越来越受到各个发达国家的重视，复合材料的使用比例已成为衡量飞行器先进性的指标之一，也象征了一个国家航空航天工业的发展水平。
随着人们对碳纤维增强树脂基复合材料的认识和研究的加深，其也受到交通车辆、体育文化用品、土木建筑、风力发电机叶片等行业的关注。
CFRP在国外交通车辆方面的应用目前主要是高端的跑车及部分比赛、试验车辆。
应用比例最多的当数高科技堆成的F1赛车，CFRP约占60%。
单壳体和其它部件如悬挂、底盘、各种翼板及刹车盘主要由CFRP制成，保证了F1赛车能够以超过300Km/h的速度行驶。
大众、宝马等知名汽车生产商已经推出各自的碳纤维复合材料概念车。
碳纤维增强树脂基复合材料在众多领域得到广泛应用的同时，其研究也相应的受到科研人员的高度重视。
目前，T300等通用级碳纤维复合材料已有较多的研究与应用，而对高性能T800碳纤维的研究主要集中在纤维表面状态分析和复合材料成型工艺的两方面。
本课题以T800为研究对象，采用微滴脱粘的方法测试其与TDE85环氧树脂的复合材料界面剪切强度，并与进口的T300碳纤维和国产的CCF300进行对比分析，以此表征T800复合材料的界面性能，并分析影响其界面性能的因素，为材料结构设计和工艺优化提供理论依据。
21.2 碳纤维国内外发展概况碳纤维是指碳含量占90%以上的纤维状碳材料，在惰性气体氛围中，由各种有机纤维高温炭化制得[10]。
有机化合物在惰性气体中加热到1000~1500℃时，其中的非碳原子将被逐步驱除，碳含量逐渐增加，同时发生系列的脱氢、环化、交联和缩聚等化学作用，最终形成碳纤维[11]。
1959年，日本的进藤昭男第一次以聚丙烯腈原丝为原料制备得到碳纤维。
1962年，日本东丽(Toray)公司开始用于碳纤维生产的专用优质原丝的研制，1967年成功获得T300碳纤维。
与此同时，英国皇家航空研究所Watt等，对碳纤维生产进行技术改造，即在纤维热处理过程中施加张力进行牵伸；英国考陶尔公司(Courtaulds)随后利用该技术生产高强度、高模碳纤维。
1969年日本东丽公司成功研制特殊单体共聚聚丙烯腈原丝，结合美国UCC 碳化技术，生产出高强度、高模量碳纤维，并于1971年在滋贺(Shiga)建成产能12t/a生产线。
此后，美国、法国和德国相继引进或开发聚丙烯腈原丝及碳纤维生产。
1980 年后，众多碳纤维厂家在原料供应、纤维生产及产品供销方面进行广泛合作与竞争，促进了碳纤维产业的长足发展；与此同时，CF生产工艺不断改善和产品性能迅速提高，T400-T1000系列商品相继研发成功；目前，实验室己能制备9.03GPa的碳纤维，但距其理论强度的180GPa仍有很大差距。
目前，世界上聚丙烯腈基碳纤维的生产分化为以欧洲、美国为代表的大丝束碳纤维和以日本为代表的小丝束碳纤维。
大丝束碳纤维的产品成本低，适合于民用工业及产品开发；小丝束碳纤维的产品追求高性能化，代表世界碳纤维发展的先进水平，主要用于国防军事工业。
世界PAN基碳纤维的主要生产厂商有：美国Hexcel(赫克塞尔)、Amoco(阿莫科)和Zoltek(卓尔泰克)，日本Toray(东丽)、Toho(东邦)、Mitsubishi Rayon(三菱人造丝)等公司。
2002 年世界聚丙烯腈基碳纤维的生产能力约为3.1 万吨，大丝束碳纤维约占26%，小丝束碳纤维约占74%。
其中，Fortafil(福塔菲尔)、Zoltek、Sgl(爱斯奇爱尔)和Aldlia(阿尔迪拉)等 4 家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产；而日本Toray、Toho3及Mitsubishi Rayon 3家公司依靠多年积累的纺丝理论和工艺技术，发挥了原丝生产和性能的优势，生产出了大量的高性能碳纤维，基本上垄断了世界PAN 基小丝束碳纤维的生产，其中Toray 公司更是世界上高性能碳纤维研发的领头羊。
我国碳纤维的研制起步并不晚，也取得了一些进展和成果，但总体发展较为缓慢，国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右。
1960年意识到碳纤维的重要性，由长春应用化学所李仍元研究员等率先进行碳纤维的研究；1975 年11月，中央军委和国防科工委主持召开全国碳纤维“7511”会议，组织各方力量对碳纤维进行攻关；70 年代后期随着航空航天和现代武器的不断发展，对所用材料提出了更高的要求。
例如在设计导弹、人造卫星、飞机的承载构件时，越来越需要高比强度和高比模量的材料，于是轻质、高强的先进树脂基复合材料在高科技领域和国防建设中占有越来越重要的位置[4-5]。
1975 年在中科院山西煤化所建成我国第一条碳纤维中试线(2t/a)；1980 年开展高强型碳纤维研究，利用联合国和中国政府配套资金，北京化工大学开始碳纤维及原丝基地建设；1998年在山东泰安建成年产40t/a的碳纤维生产线。
经过多年的发展，我国T300 通用级碳纤维产业化已取得突破性进展，百吨级和千吨级碳纤维已投入生产；T700级正在进行中试放大，T800级正在实验室研制。
目前国内有一到两家单位产品品质已超过T300级的性能指标，达到T400级水平，且可小批量生产[12-13]。
1.3碳纤维表面化学组成X射线光电子能谱(XPS)法是目前国际上强有效的一种表面分析技术。
可以用于分析纤维表面的元素组成和化学状态，进行全扫描可检测到除氢以外所有纤维表面的元素，窄扫描可以确定存在于纤维表面的元素浓度以及元素的结合态，进行波形解析则可确定纤维表面可能存在的官能团[14]。
一般来说，按化学活性，碳纤维表面官能团可以分为两类，一类是使纤维表面呈现惰性的官能团，这类官能团使纤维不易与树脂基体反应，比如-C-H、-C-C-等，另一类是使纤维表面呈现活性的官能团比如羟基、羰基、羧基、琨基和酰胺基等，纤维表面活性基团的含量越多，纤维越易与树脂基体反应，其复合材料界面粘接性能就越好。
碳纤维表面特性即表面化学结构中活性基团种类及含量直接影响了纤维与树脂的4亲和性，活性基团能与树脂本身的官能团在复合时发生各种化学作用(极性作用、氢键或共价键)，从而影响复合材料的层间剪切强度[15]。
纤维表面的化学活性是以其化学活性基团的浓度表示，一般认为活性基团为含氧基团(羟基、羰基、羧基、酯基) 和含N 的胺基、酰胺基等, 因此可以用O/ C、N/ C值来表示其化学活性[16]，但这种方法有失偏颇，有学者提出用纤维表面活性C原子/ 非活性C原子数和活性N原子/ 非活性N原子数来更确切地表示各种纤维的表面活性[17]。
1.4 TDE85环氧树脂TDE85环氧树脂是一种三官能度环氧树脂，其分子中含有2个缩水甘油酯基和1个脂环环氧基，具有较高的剪切强度、较低的收缩率和优良的耐温性，被广泛用于火箭飞行器、卫星支架、飞机结构件、发动机裙等部件。
由于TDE85分子的缩水甘油酯基比普通的脂环族环氧树脂具有较高的反应活性，从而克服了一般脂环族环氧树脂对脂肪胺反应活性低，对三级胺及眯唑几乎不能固化和较脆的缺点，为TDE85树脂的固化制度提供了更多的选择，特别是它的低粘度特性尤其适用于高纤维体积含量的预制件的浸润，是复合材料液体成型中重要的基体材料[18]。
1.5 碳纤维复合材料界面研究1.5.1 复合材料界面的形成及结构复合材料中，各组分发挥各自的特点，起着独立的作用，但彼此之间又不是孤立存在的，它们相互作用、相互影响，共同决定着复合材料的性能。
特别的，碳纤维和基体各自的性能及两者在界面的结合情况共同决定了碳纤维增强复合材料的机械性能[19]。
近年来对纤维增强树脂基复合材料界面性能的研究已经越来越受到学者的重视，在此基础上也己提出了界面工程这一材料科学中的新领域，它属于边界学科，还需要进行深入研究。
对纤维增强树脂基复合材料界面层的形成及其本构关系若得到更深入的研究，会进一步优化复合材料的性能，并且可推动新型纤维复合材料的设计，以便于更好地应用与开发。