碳纤维布力学性能
碳纤维——精选推荐
碳纤维今年3⽉⽇本东丽公司宣布成功研制出T1100G型⾼强⾼模碳纤维，我国企业近年来也不断传出突破⾼性能碳纤维研制和⽣产的报道。
碳纤维的关键⼒学指标包括拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率等。拉伸强度是指材料在拉伸过程中可承受的最⼤应⼒；拉伸模量是指材料拉伸时受到的应⼒与形变的⽐值，模量值越⾼，表⽰碳纤维的刚度越好；伸长率是指断裂前材料能被拉长的⽐例，伸长率越⾼，表⽰碳纤维的韧性越好。理论上碳纤维的拉伸强度可以达到180GPa，拉伸模量更是在1000GPa左右，虽然⽇本东丽公司已经研制出拉伸强度9GPa的⾼强碳纤维，拉伸模量也达到690GPa的⾼模碳纤维，但两者尤其是拉伸强度还有很⼤的发展潜⼒。碳纤维的断裂伸长率指标从早期的T300级别的1.5%增加到⽬前T1000级别的2.4%，有效缓解了碳纤维韧性不⾜的问题，进⼀步了扩展应⽤范围，如⽤于制造⼤型客机机体。
按照碳纤维丝束中的单丝数量，聚丙烯腈基碳纤维⼜可分为⼩丝束和⼤丝束两种。相⽐⼩丝束，⼤丝束的劣势在于，在制作板材等结构时，丝束不宜展开，导致单层厚度增加，不利于结构设计。此外，⼤丝束碳纤维粘连、断丝等现象更多，这样会使强度、刚度受影响，性能有所降低，性能的分散性也会较⼤。飞机、航天器⼀般只⽤⼩丝束碳纤维，因此⼩丝束碳纤维⼜被称为"宇航级"碳纤维，⼤丝束碳纤维被称为"⼯业级"碳纤维。
但是⼤丝束⽣产成本⽐⼩丝束低，⽽随着⽣产技术的进步，⼈们对碳纤维材料结构的熟悉，⼤丝束碳纤维越来越多⽤于对可靠性要求严苛的领域。这样，⼩丝束与⼤丝束之间区分也发⽣了变化，如早期曾以丝束中单丝数量12000根（12K）作为分界线，但⽬前单丝数量1K~24K的碳纤维被分为⼩丝束，⽽48K以上的的划为⼤丝束。⽽空客公司在制造A380超⼤型客机时已经开始使⽤了24K碳纤维，估计随着技术的进步，⼩丝束与⼤丝束之间的分界线还会向上推。
碳纤维材料具有诸多优点，但其⽣产⼯艺流程长，需要突破的技术障碍很多。碳纤维的制造，可以分为原丝制造和碳化两个关键过程。原丝制造，简单地说是先通过丙烯腈聚合和纺纱等⼯艺，先聚合制成聚丙烯腈，再纺丝制出聚丙烯腈纤维原丝。聚丙烯腈原丝随后进⾏预氧化、低温和⾼温碳化等步骤，最后进⾏表⾯处理、上浆烘⼲并收丝就得到了碳纤维。相对碳化，⽣产出⾼质量的聚丙烯腈原丝更加关键，即使是东丽公司也曾因为原丝质量在碳纤维研制过程中上摔过跟头。要⽣产处⾼质量的碳纤维，要降低⽣产成本，聚丙烯腈原丝须满⾜⾼纯化、⾼强化、均质化、细纤度化和表⾯光洁等要求，这长期以来⼀直是碳纤维批量⽣产中最⼤的拦路虎。
碳纤维布(CFS)加固混凝土结构工法
FR-E3P：粘贴材料，保证碳纤维布与混凝土的 有效粘结及两者的共同工作。
常用胶粘剂及技术性能指标
表5
性能
FP-NS（春秋用） FE-Z（春秋用） FR-E3P（春秋用）
配合比
2:1
2:1
2:1
适用温度（℃） 15-25
碳纤维布(CFS) 加固混凝土结构工法
一、前言
混凝土结构的加固补强一直是建筑物维修
改造中重要的一环，其具体加固方法将直接影 响工程的经济性、施工进度。碳纤维布加固修 补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是 利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土 表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。 碳纤维材料(CFRP)用于混凝土结构加固修补的 研究始于80年代美、日等发达国家，我国起步 很晚，国家工业建筑诊断与改造工程技术研究 中心引进开发了此项目，并在全国建筑加固与 鉴定第四届学术会议上获奖。
（三）定位、放线
根据设计图纸及施工前的再调查报告，对 粘贴碳纤维位置进行定位、放线工作。
（四）基层处理
1．用小锤、錾子等工具清除被加固构件表 面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土， 露出混凝土结构层，用清洗剂或专用清理工具 洗刷干净，清理干燥后用专用结构胶分层填 平。
2．标明裂缝位置，并按设计要求进行处 理，一般情况下用环氧树脂对裂缝进行灌缝和 封闭处理。
5．对重点结构的加固施工时，应对碳纤 维布和配套胶粘剂进行现场取样检验。
（七）表面防护
当需要做表面防护时，应按有关标准的规 定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有 可靠的粘接。当采用抹水泥砂浆作防护时，应 在验收后作粘砂、拉毛处理。
碳纤维布纤维复合材与基材正拉粘结强度
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碳纤维如何增强复合材料的力学性能
碳纤维如何增强复合材料的⼒学性能2019-08-20摘要：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的应⽤范围进⼀步扩⼤，不难看出，这种材料因其较好的综合性能远远超越了单⼀组合的材料模式。
本⽂试图对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能进⾏深⼊的研究。
本⽂使⽤了简单概述，也采⽤了重点分析的研究策略，梳理了对研究对象的概述和主要的性能特点。
关键词：碳纤维；复合材料；⼒学性能本⽂以碳纤维增强热塑性树脂基复合材料为研究对象，对相关的概念和内容进⾏了梳理和总结。
其中概括了碳纤维的性质性能，对复合材料的概念进⾏了阐述，最后对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能作了详尽的分析说明。
1.关于碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的概述⑴复合材料的概念：⾯对传统、单⼀组分的材料已经难以满⾜现在应⽤需要的现实状况，开发研制新材料，是解决这个问题的根本途径。
运⽤对材料改性的⽅法，来改善材料的性能是可取的。
⽽材料改性的⽅法中，复合是最为常见的⼀种。
国际标准化组织对于复合材料的概念有明确的界定：复合材料是指由两种或两种以上不同化学性质和物理性质的物质组成的混合固体材料。
它的突出之处在于此复合材料的特定性能优于任⼀单独组分的性能。
⑵复合材料的分类简介：复合材料的有⼏种分类，这⾥不作⼀⼀介绍。
只介绍两种与本论⽂相关的类别划分。
如果以基体材料分类，复合材料有⾦属基复合材料；陶瓷基复合材料；碳基复合材料；⾼分⼦基复合材料。
本⽂讨论的是最后⼀种⾼分⼦基复合材料，它是以有机化合物包括热塑性树脂、热固性树脂、橡胶为基体制备的复合材料。
第⼆，如果按增强纤维的类别划分，就存在有机纤维复合材料、⽆机纤维复合材料、其他纤维复合材料。
其中本⽂讨论的对象属于⽆机纤维复合材料这⼀类别，因为碳纤维就是⽆机纤维复合材料的其中⼀种。
特别值得注意的是，当两种或两种以上的纤维同时增强⼀个基体，制备成的复合材料叫做混杂纤维复合材料。
实质上是两种或两种以上的单⼀纤维材料的互相复合，就成了复合材料的“复合材料”。
什么是碳纤维
什么是碳纤维最佳答案碳纤维－－是由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的。
其结果是除碳以外的所有元素都予以去除。
碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，主要应用于工业上塑料增强之用。
碳纤维增强塑料可以提高强度且重量轻，因此可以用作桥梁部件、飞机机构、体育用品（例如，高尔夫球手柄）和制动盘。
经过碳化的纤维还可以耐很高温度，已用于航天飞船热保护罩。
这种纤维的主要生产长是CASF公司，产品注册商标是Celion .分享给你的朋友吧：∙i贴吧∙新浪微博∙腾讯微博∙QQ空间∙人人网∙豆瓣∙MSN对我有帮助其他回答共1条答：组成是聚合物，是高分子有机物。
碳纤维－－是由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的。
其结果是除碳以外的所有元素都予以去除。
碳纤维还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。
材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
碳纤维研制和应用可以追溯到1850年的碳素灯丝，此后的研究应用一直处于停滞状态，到上世纪五十年代随着工业技术的发展和军事工业的要求，碳纤维的研制和生产，相继解决了原丝的选择和高温碳化的工业生产工艺，使碳纤维应用才进入到一个新阶段。
首先是在航空航天等军事领域的应用，逐步扩展到高级民用工业，而真正用于建筑工程结构加固也就只有近十多来年的历史。
加固柱子碳纤维布施工方案
加固柱子碳纤维布施工方案一、背景介绍柱子是建筑物的重要承重构件之一，然而，在长期使用过程中，一些柱子可能会出现裂缝、变形或者其他损坏情况，这就需要对柱子进行加固。
传统的加固方法主要包括钢筋混凝土、钢板包裹等，然而，这些方法存在一些缺点，例如施工时间长、工程量大、对建筑物原有结构影响大等。
而碳纤维布加固技术以其高强度、轻质、耐腐蚀等优点，成为了加固柱子的理想选择。
二、碳纤维布材料选用碳纤维布是由碳纤维及其复合材料加工而成的，具有优异的力学性能和化学性能，是目前最常用的加固材料之一、在选用碳纤维布时，需要考虑柱子的具体情况，如尺寸、形状、计划承受的荷载等，以确保加固效果。
三、加固方案设计1.检测与评估：首先要对柱子进行全面检测与评估，确定其损坏程度和加固需求，并作出详细记录。
2.准备工作：对柱子进行清理，将表面的油污、灰尘等杂物清除干净。
3.防腐处理：如柱子存在锈蚀情况，需进行防腐处理，以保证加固效果。
4.碳纤维布切割：根据柱子的尺寸和形状，将碳纤维布切割成合适的形状和尺寸。
5.碳纤维布粘贴：将预先制作好的碳纤维布粘贴在柱子外部，使用特殊的胶粘剂或者树脂进行固定。
6.加固部位加强：柱子可能存在一些薄弱部位，需要额外加固，可以使用碳纤维板或者碳纤维筋进行加强。
7.板材覆盖：将加固后的柱子表面进行板材覆盖，以保护碳纤维布，同时提供更好的美观效果。
8.检测与验收：加固施工完成后，进行全面检测与验收，确认加固效果是否满足要求。
四、加固效果评估1.强度提升：碳纤维布加固后，可以提升柱子的强度和刚度，增加其承载能力，确保建筑物的安全。
2.耐久性：碳纤维布具有优异的耐久性，可以长期保持其加固效果，不会受到环境湿度、温度等因素的影响。
3.抗震能力：碳纤维布加固后的柱子具有较好的抗震能力，能够有效减轻地震等外力对柱子的影响。
4.施工周期短：相比传统的加固方法，碳纤维布加固施工周期较短，可以大大减少施工时间和对建筑物原有结构的影响。
碳纤维
碳纤维1.碳纤维的概念碳纤维，英文为Carbon Fiber，简称CF。
碳纤维是指由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，是纤维中含碳量在95%左右的碳纤维和含碳量在99%左右的石墨纤维。
2．碳纤维的结构碳纤维的分子结构介于石墨与金刚石之间。
目前公认的碳纤维结构是由沿纤维轴高度取向的二维乱层石墨组成。
微晶的形状、大小、取向以及排列方式与纤维的制备工艺相关。
3.碳纤维的性质碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征,是一种的力学性能优异的新材料。
碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。
密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。
一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。
再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。
碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。
碳纤维的比热容一般为7.12。
热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值（32到22）。
碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500。
这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。
同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外，其外形有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度，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。
碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500兆帕以上，是钢的7到9倍，抗拉弹性模量为230到430G帕亦高于钢；因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000兆帕以上，而A3钢的比强度仅为59兆帕左右，其比模量也比钢高。
聚丙烯腈碳纤维性能表征规范
聚丙烯腈碳纤维性能表征规范聚丙烯腈碳纤维的性能主要有力学性能、热物理性能和电学性能。
对于碳纤维材料来说，拉伸力学性能，包括拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率是其主要力学性能指标。
由于纤维材料本身的特点，很难对其压缩力学性能进行有效的表征，因此基本不考虑纤维本身的压缩性能。
碳纤维的热物理性能包括热容、导热系数、线膨胀系数等，也是材料应用的重要指标。
电性能主要为体积电阻率以及电磁屏蔽方面的性能。
对于碳纤维的拉伸力学性能测试，各国都已经基本形成了相应的测试标准系列，这些标准系列同时包括了在力学性能测试时需要的线密度、体密度、上浆量等相关的测试。
对于热物理性能，相关的测试标准较少。
5.5.1 碳纤维性能测试标准序号标准号标准名称1 JIS R7601-1986 碳纤维试验方法2 JIS R7602-1995 碳纤维织物试验方法3 JIS R7603-1999 碳纤维-密度的试验方法4 JIS R7604-1999 碳纤维-上浆剂附着率的试验方法5 JIS R7605-1999 碳纤维-线密度的试验方法6 JIS R7606-2000 碳纤维单纤维拉伸性能试验方法7 JIS R7607-2000 碳纤维单纤维直径及断面面积试验方法8 JIS R7608-2007 碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法9 JIS R7609-2007 碳纤维体积电阻率测试方法10 JIS R7601-2006 碳纤维试验方法（修正1）日本东丽公司作为世界聚丙烯腈基碳纤维生产能力和水平最高的企业，也有自己的碳纤维力学性能测试内部规范，测试规范号和名称为TY-030B-01《碳纤维拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂延伸率测试方法》。
序号标准号中文标准名称1 ASTM D4018-2011 连续碳纤维和石墨纤维束性能的测试方法2 ASTM D1505-2010 采用密度梯度法测试塑料密度的测试方法3 ASTM D1577-2007 纺织纤维线密度的测试方法4 ASTM D7633-2013 炭黑碳含量的测试方法5 ASTM D482-2007 石油产品灰分的测试方法6 ASTM D2257-1998 纺织品中可萃取物的测试方法7 ASTMD4102-1982 碳纤维的耐热氧化性的试验方法序号标准号中文标准名称1 ISO10618-2004 碳纤维.树脂浸渍纱线拉伸特性测定2 ISO10548-2003 碳纤维.尺寸的测定3 ISO10119-1992 碳纤维.密度测定4 ISO10120-1991 碳纤维.线性密度的测定5 ISO10548-2003 碳纤维.胶料含量的测定6 ISO11567-1996 碳纤维.长丝直经和横截面积的测定7 ISO11566-1996 碳纤维.单丝样品抗拉性能的测定8 ISO 碳纤维长丝纱.试验方法和通用规范序号标准号标准名称1 GB/T3362-1982 碳纤维复丝拉伸性能试验方法2 GB/T3362-2005 碳纤维复丝拉伸性能试验方法3 GB/T3364-2008 碳纤维直径和根数试验方法4 GB/T3366-1996 碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法5 GB/T3855-2005 碳纤维增强塑料树脂含量试验方法6 GB/T26749-2011 碳纤维浸胶纱拉伸性能的测定7 GB/T30019-2013 碳纤维密度的测定8 GB/T29762-2013 碳纤维纤维直径和横截面积的测定9 GB/T29761-2013 碳纤维浸润剂含量的测定10 GB/T23442-2009 聚丙烯腈基碳纤维原丝结构和形态的测定11 GB/T26752-2011 聚丙烯腈基碳纤维12 QJ3074-1998 碳纤维及其复合材料电阻率测试方法13 GB18530-2001 车间空气中碳纤维粉尘职业接触限值碳纤维单丝力学性能测试单丝力学性能测试可以较为简单快速的得到碳纤维拉伸力学性能，需要样品量少，通常十厘米左右的纤维样品就可以完成对碳纤维的力学性能表征，因此在早期应用较为普遍。
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碳纤维布力学性能
一、卡本碳纤维布加固技术优点
1、自重轻，厚度小，加固后基本不增加基体厚度;
2、良好的柔韧性，适用于梁、柱、板、管道和墙体等各种形状的构件;
3、耐酸、碱、物理腐蚀，适用各种不同环境;
4、施工便捷，周期短;
5、无公害，符合绿色环保要求;
6、贮存寿命长，质量保证期长。
二、卡本碳纤维布力学性能
1、碳纤维布设计计算指标
2、碳纤维布原材料力学指标
3、碳纤维布安全性能指标
三、碳纤维胶特点
1、符合适配性要求，相溶性好;
2、粘结力强，浸透性好;
3、施工方便，不流淌，用量更省;
4、无毒环保，绿色产品，放心安全。
四、碳纤维胶安全性能指标
五、碳纤维布加固施工流程
施工工序施工准备→混凝土表面处理→配制并涂刷底胶→找平→粘贴碳纤维布→表面防护
施工流程
1、施工准备拟定施工方案和施工计划，备好材料和工具。
如碳纤维布、配套树脂、机具、滚刷等。
2、混凝土表面处理
①清除劣化混凝土，露出混凝土结构层;
②按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理;
③表面修复平整。
3、配制并涂刷底层树脂
①严格按照配套树脂的主剂、固化剂所规定的比例2:1称量准确，装入容器，用搅拌器均匀搅拌。
②一次调和量不应过多，以在可使用时间内用完为准。
③将底层树脂均匀地涂抹于混凝土结构表面，在树脂表面干燥后进入下一步工序。
4、找平配制找平树脂，对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，转角处修补为半径应不小于30mm圆弧。
5、粘贴碳布
①按设计要求的尺寸裁剪碳布;
②配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴构件;
③沿着纤维方向多次滚压，挤出气泡，使浸渍树脂充分浸透碳布;
④碳布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
6、表面防护按有关规范的规定处理，并保证防护材料与碳布之间有可靠的粘结。
六、碳纤维布应用范围
1、混凝土梁的受弯和受剪加固、板的受弯加固、柱的抗震加固等;
2、厂房、大厦、校舍、医院及其他工业和民用建筑加固补强;
3、路桥、水利、核电和能源等基础设施加固补强。
七、碳纤维布加固系统包装规格
1、碳纤维布
长度均为100±1.5m;
宽幅分为：100mm、200mm、300mm、500mm，其它规格可按需求订制;
厚度为：0.111mm。
2、碳纤维胶
碳纤维胶30kg/组，其中主剂20kg/桶(A)，固化剂10kg/桶(B)。
重量配合比为A:B=2：1。