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文档简介

1,carbonfiber碳纤维,材料结构与功能之间的关系,3,4,A,C,B,D,导热性,高X射线透射率,耐磨性,耐腐蚀性,抗疲劳强度,比重,弹性模量,抗拉强度,碳纤维材料与其他加固材料对比,PAN基碳纤维的制备流程,退丝去捻,上油,预氧化,低温碳化,高温碳化,表面处理,水洗干燥,上浆干燥,收卷,成品包装,废气处理,预氧化过程照片展示,7,PAN原丝的线型分子链转化为具有耐热梯型结构的预氧丝，能够在惰性气体（N2)保护下的高温碳化环境中不融不燃，保持纤维状态进而转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。,原丝,预氧化分为6个温区，温度呈梯度分布，逐步提高。,6个区的预氧丝照片对比,一区（180-220）,二区（210-235）,三区（230-250）,四区（240-255）,五区（250-265）,六区（250-275）,9,预氧化过程反应机理,01,02,03,共聚单体引发环化,氧化反应,01,02,03,放热,脱氢反应,碳化是一复杂的物理、化学变化和结构的转化过程，是在惰性气体（N2）保护下发生热分解、热缩聚过程，其结果是将预氧丝的梯型结构转化为碳纤维的乱层石墨结构。碳化全过程可以分为低温碳化和高温碳化两个阶段，前者的温度一般为3001000，后者为11001600。,碳化过程中发生的主要反应,NH3的释放在预氧化过程中，亚氨基是环化过程中传质的结构单元，一旦NH3释放就意味着失活而芳构化反应的终止。,水的脱除700之前，释放的相当量的水主要是含氧基团发生分子间缩聚反应所致。,CO和CO2的释放碳化过程释放CO和CO2是发生以下反应热解反应有关，即未被结合到梯型结构中的含氧基团被热解。来源于-CN基团的水解,HCN的释放在1000之前，HCN释放有两个高峰，一个是在300500之间，另一个在7001000之间。前者可能是未进入梯型结构的氰基进行热解的释放。,后者可能是因小的芳构化片之间缩聚的副产物。,N2的释放在PAN原丝中，含氮量约为20%左右，转化为预氧丝后含氮量仍保持在20%左右。在碳化过程中，1000之前N以NH3和HCN脱除，使得含氮量大幅降低，在9001300是脱氮高峰区，是固相缩聚的副产物。,13,清除表面杂质；在纤维表面形成微孔或刻蚀沟槽，增加表面能；引进具有极性或反应性官能团并能与树脂起作用的中间层如COOH，NH2，OH等。,提高碳纤维增强复合材料中碳纤维与基体的结合强度。,电化学氧化法以碳纤维为阳极，石墨板为阴极，在电解质溶液中于一定电流密度下，靠电解作
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