碳纤维设计书籍有哪些(碳纤维研究)

今天给各位分享碳纤维设计书籍有哪些的知识，其中也会对碳纤维研究进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！，本文目录一览：，1、，碳纤维及石墨纤维的目录，2、，求一些纺织面料和新型材料相关的书，3、，碳纤维管加工与应用研究，4、，混凝土加固有那些书籍介绍？

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本文目录一览：

1、碳纤维及石墨纤维的目录
2、求一些纺织面料和新型材料相关的书
3、碳纤维管加工与应用研究
4、混凝土加固有那些书籍介绍？
5、碳纤维复合材料的基础入门书籍推荐，一点都不懂的那种，以后研究方向碳纤维，求推荐

碳纤维及石墨纤维的目录

1.1 碳纤维及石墨纤维的发展简史

1.1.1 研发碳纤维的先驱者——斯旺和爱迪生

1.1.2 聚丙烯腈基碳纤维发明者——进藤昭男

1.1.3 从东丽公司碳纤维发展历程看原丝的重要性

1.1.4 我国研制PAN基碳纤维的历程

1.2 当前世界PAN基碳纤维的主要生产厂家及产品性能

1.2.1 小丝束PAN基碳纤维

1.2.2 大丝束碳纤维

1.3 碳纤维的发展趋势

1.4 应用领域

参考文献 2.1 聚丙烯腈的晶态及其多重结构

2.1.1 聚丙烯腈的晶胞及构象

2.1.2 聚丙烯腈的球晶及其多重结构

2.1.3 聚丙烯腈的构型

2.2 聚合

2.2.1 均相溶液自由基聚合原理

2.2.2 分子量调节剂

2.2.3 共聚单体及其竞聚率

2.2.4 聚合方法

2.2.5 氨化

2.2.6 混批和混合

2.2.7 脱单、脱泡

2.3 纺丝

2.3.1 凝固成纤过程中的相分离

2.3.2 凝固过程中的双扩散

2.3.3 湿法纺丝

2.3.4 干喷湿纺

2.3.5 喷丝板

2.3.6 牵伸与取向

2.3.7 干燥致密化

2.3.8 松弛热定型

2.3.9 陶瓷导丝及其导辊

2.3.1 0纺丝用的定位沟槽辊

2.4 分析测试及表征（聚合?纺丝?原丝）

2.4.1 用核磁共振测定聚合物的组成及其立构规整度

2.4.2 用红外光谱法测定共聚物的组成

2.4.3 特性黏度[η]的测定方法及其与重均分子量（Mw）的关系

2.4.4 用渗透压法测定聚合物的数均分子量（Mn）及其分子量分布

2.4.5 用凝胶渗透色谱（GPC）测定分子量及其分子量分布

2.4.6 转化率的测定方法

2.4.7 临界浓度的测定方法

2.4.8 纺丝液与凝固液之间润湿性的测定方法

2.4.9 纺丝液黏度斑（黏度CV值）的测定方法

2.4.10 用TEM观察原纤（fibril）直径——细晶化的源头

2.4.11 凝固丝条拉伸模量及凝固丝条纤度的测定方法

2.4.12 用压汞法测定凝固丝条的孔隙率及其平均孔径

2.4.13 用DSC法测定凝固丝条的孔径尺寸

2.4.14 密度法测定原丝的孔隙率

2.4.15 用小角X射线散射测定凝固丝条中的微孔数目

2.4.16 相分离与膨润度及其测定方法

2.4.17 水洗后丝条中残留溶剂量的测定方法

2.4.18 用二次离子质谱仪测定原丝中硼（B）的径向分布

2.4.19 用WAXD测定PAN原丝的结晶取向度

2.4.20 PAN原丝的结晶度和微晶尺寸的测定方法

2.4.21 用密度法计算非晶区的密度

2.4.22 用X射线衍射仪（粉末法）测定PAN原丝的晶间距

2.4.23 用红外二色法测定氰基的总取向

2.4.24 用染料二色法测定PAN原丝非晶区的取向度

2.4.25 声速法测定纤维的总取向

2.4.26 玻璃化温度及其测定方法

2.4.27 纤维密度与相对密度的测定方法

2.4.28 PAN原丝的致密性测定方法

2.4.29 失透度及测试方法

2.4.30 纤度及其CV值的测定方法

2.4.31 沸水收缩率的测定

2.4.32 纤维含水量的测定

2.4.33 单丝直径及其CV值的测定

2.4.34 单丝形貌

2.4.35 纤维的光泽度及其测定方法

2.4.36 用扫描电镜测定湿纺PAN原丝的表面粗糙系数

2.4.37 评价PAN原丝的最大牵伸率装置

参考文献 3.1 预氧化过程中的变化

3.1.1 物理变化

3.1.2 化学反应

3.1.3 结构转化

3.2 预氧化机理

3.2.1 结构转化与颜色变化

3.2.2 预氧化过程中的主要反应

3.3 预氧化过程中的物性变化

3.3.1 牵伸与收缩

3.3.2 温度和温度梯度

3.3.3 纤维强度的下降

3.3.4 密度的变化

3.4 预氧化过程中的质量控制指标之一（氧的径向分布与均质预氧丝）

3.5 预氧化设备及其工艺参数

3.5.1 概述

3.5.2 预氧化炉

3.6 头尾衔接技术

3.7 预氧丝的质量检测及其相关的测定方法

3.7.1 预氧丝中含氧量的测定方法

3.7.2 预氧丝含湿量（含水量）的测定方法

3.7.3 预氧丝相对密度和密度的测定方法

3.7.4 用XRD测定芳构化指数

3.7.5 用红外光谱测定相对环化度

3.7.6 用红外分光法测定预氧丝中残留氰基

3.7.7 用DSC测定环化度（芳构化指数）

3.7.8 皮芯结构的测定方法

3.7.9 甲酸溶解度

3.7.10 用二次离子质谱仪测定纤维中O、Si、B的径向分布

3.7.11 极限氧指数的测定方法

3.7.12 失控氧化温度的测定方法

3.7.13 火焰收缩保持率的测定方法

3.7.14 预氧化炉内水分的测定方法

参考文献 4.1 固相碳化机理

4.1.1 聚丙烯腈碳化机理

4.1.2 固相碳化的主要反应

4.2 孔隙产生规律及其对碳纤维性能的影响

4.2.1 孔隙的变化规律及其对碳纤维拉伸强度的影响

4.2.2 密度与孔隙率

4.2.3 孔隙尺寸和形状对碳纤维拉伸强度的影响

4.3 碳化过程中结构演变

4.3.1 皮芯结构

4.3.2 结构参数的变化

4.4 低温碳化工艺与设备

4.4.1 碳化概述

4.4.2 低温碳化设备

4.4.3 非接式迷宫密封装置

4.4.4 焦油的产生及其排除方法

4.4.5 废气处理

4.4.6 密封氮气与载气氮气

4.4.7 牵伸机组及槽辊

4.5 高温碳化炉

4.5.1 高温碳化炉的发热体

4.5.2 设计高温碳化炉的其他几个技术要素

4.5.3 高温碳化炉的种类

4.5.4 牵伸

4.5.5 定位槽辊

4.6 碳纤维的测定方法

4.6.1 超声波脉冲法在线测定碳纤维的模量

4.6.2 用荧光X射线法测定碳纤维的硅含量

4.6.3 用激光拉曼光谱测定碳纤维结晶性的径向分布

4.6.4 用电子自旋共振（ESR）研究碳纤维的结构特征

4.6.5 用电子能量损失谱测定氮的径向分布

4.6.6 在线测定丝束宽度的方法与装置

4.6.7 高温碳化炉的内压测定方法

参考文献 5.1 石墨化机理

5.1.1 固相石墨化

5.1.2 石墨微晶的形状因子

5.1.3 石墨化敏感温度

5.1.4 层间距d002与HTT的关系及其（002）晶格图像

5.1.5 用HRSEM观察石墨纤维的结构形貌

5.2 催化石墨化

5.2.1 催化石墨化及其效果

5.2.2 硼及其催化石墨化

5.2.3 硼的引入途径

5.3 石墨化炉及种类

5.3.1 塔姆式电阻炉

5.3.2 感应石墨化炉

5.3.3 射频石墨化炉

5.3.4 等离子体石墨化炉

5.3.5 光能石墨化炉

5.4 石墨化度及其评价方法

5.4.1 石墨化度

5.4.2 磁阻

5.4.3 石墨纤维的皮芯结构

参考文献 6.1 界面传递效率

6.1.1 润湿与接触角

6.1.2 表面处理与表面能

6.2 复合材料的界面

6.2.1 界面层的生成原理

6.2.2 机械嵌合（锚定效应）

6.2.3 化学键合

6.3 碳纤维的表面处理方法之一——阳极氧化法

6.3.1 阳极电解氧化法原理

6.3.2 连续直接通电式阳极氧化装置

6.3.3 脉冲通电的阳极氧化装置

6.3.4 非接触式通电的阳极电解氧化装置

6.3.5 阳极氧化的主要工艺参数

6.4 臭氧表面处理法

6.4.1 臭氧及其主要性质

6.4.2 臭氧表面处理方法

6.5 表面处理效果的评价方法

6.5.1 层间剪切强度的测试方法

6.5.2 界面剪切强度的测试方法

参考文献 7.1 上浆剂

7.1.1 上浆剂及其界面性能

7.1.2 上浆剂的作用及要求

7.2 上浆剂的组成

7.2.1 碳纤维的上浆主剂——双酚A环氧树脂

7.2.2 双酚A环氧树脂的改性

7.2.3 上浆辅剂

7.3 乳液型上浆剂的配制方法——转相法

7.4 碳纤维的上浆方法

7.4.1 上浆装置的扩幅机构

7.4.2 具有空气流动场的上浆装置

7.4.3 具有吹气狭缝的上浆装置

7.4.4 具有循环系统的上浆装置

7.5 几种上浆剂的配制

7.5.1 组合型功能上浆剂

7.5.2 乳化型上浆剂

7.5.3 纳米改性型上浆剂

7.5.4 油溶性上浆剂

7.5.5 增韧改性的上浆剂

7.6 上浆的性能指标及其评价方法

7.6.1 开纤性评价装置

7.6.2 乳液型上浆剂的粒径测定方法

7.6.3 上浆剂的时效稳定性的测定方法

7.6.4 上浆量的测定方法

7.6.5 毛丝数的测定方法

7.6.6 摩擦系数的测定方法

7.6.7 浸润性的评价方法

7.6.8 悬垂值D及其测定方法

7.6.9 含水率与平衡含水率

7.6.1 0用Wilhelmy吊片法测定上浆性能

参考文献 8.1 碳的丰度及性质

8.2 碳原子的杂化轨道及成键原理

8.2.1 SP3杂化

8.2.2 SP2杂化

8.2.3 SP杂化

8.3 碳的结晶结构

8.3.1 金刚石

8.3.2 石墨

8.3.3 卡宾

8.4 碳的相图和碳的升华

8.4.1 碳的相图

8.4.2 碳的升华

8.5 碳的多种形态结构

8.6 碳纤维的结构

8.6.1 碳纤维的皮芯结构

8.6.2 碳纤维的孔结构

8.6.3 碳纤维的结构模型

8.7 测试方法

8.7.1 用XRD测定碳纤维的结构参数

8.7.2 用电子显微镜研究碳纤维的结构

8.7.3 用XRD测定取向度

8.7.4 用ESR研究碳纤维的微细结构

8.7.5 用Raman光谱研究碳纤维结构的多相性

8.8 碳纤维和石墨纤维的形态结构与性能

8.8.1 缨状原纤弯曲度

8.8.2 碳纤维的结构参数及其性能

8.8.3 碳纤维结构的非均质性

8.8.4 高强高模型碳纤维（MJ系列）

参考文献 9.1 拉伸强度与缺陷

9.1.1 格拉菲斯微裂纹理论

9.1.2 缺陷类型

9.1.3 碳纤维拉伸强度的分散性及其表征方法

9.2 碳纤维和石墨纤维的压缩强度

9.2.1 压缩强度

9.2.2 碳纤维复合材料的压缩强度

9.2.3 测定压缩强度的方法

9.3 拉伸模量

9.4 热性能

9.4.1 热膨胀

9.4.2 热导率

9.4.3 热容量

9.4.4 复合材料的热性能

9.4.5 热氧化

9.5 碳纤维的电性能

9.5.1 导电原理

9.5.2 碳纤维的电阻率及其影响因素

9.5.3 碳纤维电阻率的测定方法

9.6 磁性能

9.6.1 磁阻

9.6.2 磁化率

参考文献 10.1 碳纤维增强树脂基复合材料

10.1.1 热固性基体树脂

10.1.2 成型技术

10.1.3 预成型中间物

10.1.4 热塑性基体树脂

10.2 碳/碳复合材料

10.2.1 碳/碳复合材料的制造

10.2.2 短切碳纤维制造C/C复合材料

10.2.3 抗氧化处理

10.3 碳纤维增强陶瓷复合材料

10.3.1 碳纤维增强碳化硅（CFRSiC）复合材料

10.3.2 碳纤维增强氮化硅复合材料

10.4 碳纤维增强金属基复合材料

10.4.1 两相界面层

10.4.2 碳纤维表面的防护方法

10.4.3 碳纤维增强铝基复合材料（CF/Al）

10.4.4 碳纤维增强铜基复合材料（CF/Cu）

10.5 碳纤维纸和碳纤维布

10.5.1 造纸用碳纤维的前处理

10.5.2 高级碳纤维纸的制造工艺

10.5.3 碳纤维布

10.6 碳纤维增强橡胶材料

10.6.1 碳纤维的选择

10.6.2 RFL乳液

参考文献 11.1 在航天及军工领域方面的应用

11.1.1 航天飞机

11.1.2 宇宙探测器

11.1.3 人造卫星

11.1.4 火箭与导弹

11.1.5 舰艇方面的应用

11.1.6 石墨炸弹

11.1.7 浓缩铀与原子弹

11.2 在航空和军工领域中的应用

11.2.1 战斗机

11.2.2 直升机

11.2.3 无人飞机

11.2.4 民航客机及大飞机

11.2.5 制动刹车材料

11.2.6 隐身材料与隐身战机

参考文献 12.1 在汽车工业中的应用

12.1.1 汽车轻量化，节能降耗

12.1.2 压缩气罐（瓶）

12.2 碳纤维复合材料辊筒

12.3 在新能源领域中的应用

12.3.1 风力发电

12.3.2 太阳能发电

12.3.3 碳纤维复合芯电缆

12.3.4 海洋油田方面的应用

12.3.5 核能方面的应用

12.4 在基础设施和土木建筑方面的应用

12.4.1 应用形式和性能的匹配

12.4.2 碳纤维复合材料绳索

12.5 电热、抗静电和耐热制品

12.5.1 电热制品

12.5.2 抗静电制品

12.5.3 耐热制品

12.6 文体休闲器材

12.7 碳纤维在医疗器械、生物材料和医疗器材方面的应用

12.7.1 医疗器械

12.7.2 生物材料

12.7.3 医疗器材

12.8 碳纤维修复水生态环境

12.9 其他方面的应用

12.9.1 轨道交通工具

12.9.2 机器人部件

12.9.3 笔记本电脑

12.9.4 宇宙望远镜的构件

12.9.5 盘根及密封环

12.9.6 音响设备和乐器

参考文献

求一些纺织面料和新型材料相关的书

纺织面料的一些相关文章：不知道是不是，你看看吧！

不知道是不是，碳纤维设计书籍有哪些我是照搬，不是碳纤维设计书籍有哪些我也没办法，我根本不懂这些知识。所以对此能力实为无限，就只能为你做这么多碳纤维设计书籍有哪些了，跟你说白了，我就为那50分而来滴，为此上刀上下火海都在所不惜。如过你不采纳我的答案也没关系，我尽力了也没什么可遗憾啦！

高强高模纤维

目前，尼龙和涤纶的拉伸断裂强力仅为其理论值的约5％。今后开发的高聚物纤维，拉伸断裂强力将为其理论值的40％，抗拉模量将为其理论值的90％。随着高聚物技术的发展以及有机与无机化合物结合的进展，极有可能开发出达40％理论强力的纤维。开发这种纤维的瓶颈是成本。这种纤维将适用于要求高强力、轻质量的各种设备。

高耐热纤维

人们致力于开发能够在450℃下连续使用的耐热高聚物材料。具有与常规高聚物纤维等同的形状稳定性和加工性能以及很高耐热能力的纤维将会出现。它们的应用领域将包括过滤器、高温工艺和太空开发等。

超轻纤维

目前已经开发出一些轻质纤维，如：低密度的丙纶纤维和涤纶多孔（孔的比例为40％）纤维。人们预计今后将会开发出用于老年服装的超轻和具有良好保暖性能的纤维。开发这种纤维要以新技术为基础，即在进行变形加工的工艺过程中，不会使孔的部分断裂。

高导电纤维

在21世纪，人们将开发出在室温下与铜的导电性能相当的、用于电料和电子材料的高聚物纤维。开发这类纤维的关键是开发这种高聚物的回收技术。

可生物降解纤维

目前，作为重要可生物降解纤维的聚乳酸纤维还没有足够的结果来证明其实际性能，其耐热性能尚需进一步提高。另外，仍需在强力保持性能和可生物降解性能之间加以权衡。因此，这种纤维的应用有很大局限性。而开发在一定时间内能够降解的可生物降解纤维将是解决该问题的一种答案。

新纤维素纤维

今后将会出现新型再生纤维素纤维。它们将以阔叶树、竹子和建筑材料碎片为原料，并充分利用生物技术。

生物纤维

通过将蜘蛛丝成功地溶解，Wyoming大学已经克隆出蜘蛛丝的基因。蜘蛛丝具有化学纤维不可比拟的良好性能。将蜘蛛丝基因转移到蚕体内，蚕将不再生产蚕丝，而使生产蜘蛛丝变为现实。蜘蛛丝极其结实，其断裂伸长率为35％。

具有传感和康复功能的纤维

人们将开发具有传感功能的温湿度调节材料、康复用神经刺激材料和肌肉力量支持类服装。今后还将开发出具有传感功能的睡衣，用来检测温度和相对湿度，以防止那些丧失温、湿度感觉的老年人受到类似“低温烧伤”的伤害。另外，今后的开发项目还包括一种用于患者康复的纤维，它作为一种护理保健材料能刺激神经，还能以紧身连裤袜的形式支撑肌肉力量不足的患者。

具有综合功能的阻燃纤维

今后将开发在保持服装一般性能的前提下，具有阻燃性能、非热熔和能够避免烧伤的纤维。现有阻燃纤维的阻燃性能已经达到令人满意的水平，但是，其它普通功能尚未达到相应的水平。以儿童和老年人的阻燃睡衣为例，还需开发具有良好手感、柔软性和吸湿性等综合功能的阻燃材料。

新型节能环保材料

色素处理新技术：包膜钛白

钛白学名二氧化钛，是一种最佳的白色颜料，因其高度的化学稳定性和优异的颜料性能，被广泛地应用于陶瓷、塑料、药物、化妆品、涂料及橡胶产业等国民经济的各个领域。我国有世界上第一大的制造钛白原料的钛体矿储量，但目前国内大多采用湿化法生产钛白，由于生产工艺中使用大量污染严重的硫酸磺，所以很难打入国际市场。

区别于目前国内使用的湿化法，干化法生产钛白的最大优点是无污染，不使用硫酸磺，投入的原料即等于产出成品，不存在废水和废弃物的排放问题。

高密度复合材料

新型高密度复合材料，其主要工艺原理是以稻草、麦秸、棉花杆、玉米杆、甘蔗渣、竹屑、芦苇杆、木屑等农业废弃物作原料，以聚乙烯、聚丙烯及其废弃物，如汽水瓶、可乐瓶、矿泉水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市废弃物（白色垃圾）等作粘合材料，并加入一定量的添加剂等，在一定工艺条件下合成。这一最新成果被联合国工业发展组织（UNIDO）誉为“21世纪新材料”。

它的特点是不使用木材，可以保护生态环境，缓解了实行天然林保护后木材缺乏的问题碳纤维设计书籍有哪些；利用废弃物，使得物尽其用，节约能源，保护环境；无毒无害，没有尿素和甲醛的成份，不会对人体产生危害；产品密度高，强度好，木材、刨花板、中密度板等均易受到厌氧菌、霉菌、甲虫、白蚁、蛀虫等生物的侵害和海水的腐蚀，而该工艺生产的板、型材均不受以上生物的侵害，吸水率低，不受海水的腐蚀；属于无三废工艺，可多次回收废料并反复利用，节约并降低成本；产品有很强的可塑性，可根据用户需要，替换不同的模具或模板，直接生产出各种各样的板材和型材，有极大的市场价值；防火性能好，有良好的阻燃性能。

高密度复合材料技术的实现不仅解决了农业废弃物和城市废弃物的污染排放问题，还节省了有限的林业资源，必将对我国的21世纪的环保产业产生巨大影响。

导电塑料

材料新秀--导电塑料

导电塑料一般分为结构型和复合型两大类。结构型材料合成工艺较复杂，成本较高，目前价格相当昂贵，是一种真正意义的导电塑料，研发一旦突破技术瓶颈，将给我们的生活带来无法想象的影响。

复合型是由导电性物质与高分子材料复合而成。该类别成本稍低，可以满足各种成型要求，是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。

结构型导电塑料

复合型导电塑料

复合型是由导电性物质与高分子材料复合而成。该类别成本稍低，可以满足各种成型要求，是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。复合型导电塑料根据导电填料的不同可分为：抗静电剂系、晶须系、金属系(各种金属粉末、纤维、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根据制品电阻值的不同要求进行调节生产。

抗静电剂填充型

抗静电剂填充型产品的优点是制品着色不受限制，其中低分子型抗静电剂对产品性能影响不大，其表面电阻率为1010-1013Ω。但低分子抗静电剂填充型产品的电性能会随着时间的推移而逐渐丧失。

碳系填充型

这一系列的填充物主要是导电炭黑、石墨和碳纤维，制成品的体积电阻率为102-109Ω.cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型导电聚合物之所以被广泛采用，其一是因为导电炭黑价格较为低廉；其二是因为炭黑能根据不同的导电性需求有较大的选择余地，它的制成品的电阻值可在102-109Ω之间的宽广范围内变化；其三是导电性持久、稳定；因此是理想的抗静电材料。但是它的制成品仅限于黑色，并对材料性能影响较大，需要配套改性技术。

晶须填充型

自1948年美国贝尔电话公司的科学家首次发现晶须以来，迄今为止材料学家们研究开发出了上百种晶须，有金属、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物以及无机盐等类晶须。在这众多种类的晶须中，氧化锌晶须（ZnOw）以其独特的立体四针状结构而倍受注目。ZnOw由于其具有独特的立体四针状结构，在体系中形成导通网络所需的临界添加量远小于球形或片状粉末。采用平衡气量法制备ZnOw，使铝离子嵌入单晶氧化锌晶格且替代其中部分Zn原子点阵，形成N型半导体，使之具有永久导电性。

目前技术化比较成熟的另一种导电晶须是导电性钛酸钾晶须，这种经过表面处理的钛酸钾晶须纤维，平均直径在0.3－0.7μm，平均长度在10－20μm。它具有稳定的电阻值，因此由导电性钛酸钾晶须填充而成的塑料制品导电性能极其稳定。钛酸钾晶须属于陶瓷晶须纤维，因此在高热环境下也具有极好的稳定性，这种特性克服了导电炭黑、石墨和碳纤维不耐高温的特点，因此特别适合在工程塑料中填充，在高温高压等恶劣环境条件下使用。

金属填充型

电磁屏蔽塑料多以各种工程塑料为基材，使用的金属填料主要是不锈钢纤维，也有的使用黄铜短纤维、铝片、镍纤维等。制成品的体积电阻为10-1000Ω.cm，电磁波屏蔽效果为30-60分贝。碳纤维、特种导电炭黑虽然不是金属填料，但其制成品也可在电磁波屏蔽场合应用。当一些制品在比较苛刻的使用环境中要求具有强度高、体积轻、壁薄、注射成型易流动等特点时，就要采用碳纤维填充的材料，目前市售的高档笔记本电脑、手机壳体材料即是采用碳纤维填充的PC／ABS合金。

黄铜短纤维填充的复合体系具有优异的电磁波屏蔽效果，却难以满足实用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外观等要求；镍及镀镍石墨纤维虽也具有优异的电性能，但由于价格昂贵而限制了其使用性；碳纤维、特种导电炭黑填充的复合体系屏蔽效果较差，适用性受到限制；不锈钢纤维的直径一般为6―10μm，填加10％左右即可满足实际应用中要求的电性能，由于填加量少，因此对复合体系的物理机械性能影响较小，是理想的电磁屏蔽塑料填充材料。

身边的导电塑料世界

电子报纸：真正体验信息时代

荷兰菲利浦电子公司展示了利用美国E-Ink公司的微胶囊型电泳显示屏和利用美国SiPix公司的MicroCup型电泳显示器研制的两种卷轴型电子纸。这两种电子纸屏幕尺寸均为5英寸，屏幕解析度为320×240像素。卷轴型电子纸样品由OTFT所在的塑料底板与电泳显示屏构成，可以一层一层卷成半径2cm以下的圆筒。而索尼公司今年初推出的电子书籍就使用了E-Ink公司两年前开发的电子纸技术。此外，日本普利斯通公司和九州大学也在会上宣布开发出了以并五苯膜为基础的电子纸，虽然其无源数组式（PM）驱动面板尺寸仅3.1英寸，屏幕解析度也只有160×160像素，但0.2ms的响应时间为今后电子纸显示动态图像创造了条件。

未来，把显示器像报纸一样卷起来放进背包将成为时尚，人们可以随时打开它来收看电视节目或者连入因特网，随着有机材料显示技术的不断发展，柔性视频显示器将越来越受到人们的青睐。

超市采购：如入无人之境

在超市采购结束后，你无需去排队等待收银员一一读取各个商品的条形码，而是大模大样直接推着满满一车货物走过检测器，大约不到一分钟，货品的总额就显示出来了——这是无线射频识别标识技术（RFID）为我们勾画出的美妙场景。

这种非接触式自动识别技术的便利之处在此毋庸赘言，RFID商品标签被认为将是今后全球商品交易及物流中采用最广的技术之一。但RFID标签的成本问题却可能成为制约这一技术普及的瓶颈。有资料显示，RFID标签目前的成本大约每枚0.2美元，这一价格也许对于汽车、电视等贵重商品来说无关紧要，可是对超市中的众多低价商品来说就变得难以承受了。

五苯（Pentacene）。根据最近公布的消息，利用并五苯作为芯片半导体材料的标签已经可以被几厘米外的读取装置识别，如果这种技术在未来得到进一步完善，RFID标签就会像条形码一样被印在洗发水包装、罐头盒外面。 2003年11月5日，零售业巨头沃尔玛百货公司正式宣布，在2005年底，所有供应沃尔玛百货的商品包装箱上，都要有应用RFID技术的电子商品条形码。塑料RFID标签的研制使这一目标的实现成为可能。RFID的应用范围也就是塑料RFID标签将来潜在的市场，包括门禁管制、货物管理、资产回收、物料处理、废物处理、医疗应用、交通运输、防盗应用、自动控制、联合票证等许多领域。

塑料芯片：未来应用无处不在

导电塑料的发现者、美国物理学家马克迪尔米德教授领导的研究小组利用普通塑料研制出了纳米电子线路。这种纳米电子线路成本非常低廉，一块纳米电子线路板的成本仅为1美分，是硅芯片价格的1%~10%.现在，他们正在研制直径仅为100纳米的纳米材料———聚苯胺纤维，直径仅有头发丝的1/500.如果能将纳米导电纤维与纳米电子电路结合起来，就可以把计算机做得非常小。

将来，采用装有塑料芯片的微电脑控制的机器人，比采用硅芯片的机器人更灵活，更容易操纵。采用导电塑料制造出来的机器人的肌肉富有弹性，用电化学方法控制这种人造肌肉，可以使之膨胀和收缩，这种几乎能够以假乱真的肌肉适合于制造机器人的四肢，它能够按照机器人电脑的指挥做出各种动作，这将是机器人制造技术的一项重大突破。

能源无忧：塑料电池

我们可以在卫星和宇宙飞船上看到巨大的太阳能电池板，但生活中遇到的太阳能电池却往往局限于计算器、手表等小型电子设备。由于传统的硅太阳能电池成本太高，制造复杂，太阳能电池的大规模商业应用一直无法实现，不过塑料太阳能电池的出现将在不久的将来改变这一现象。

塑料薄膜的导电性能使其在制造薄型轻质电池、高分子聚合物电池方面有着极其广阔的应用前景。这种能够在多种材质表面“印制”的太阳能电池因具有成本低廉、制造容易、重量轻和易弯曲的特点而成为目前研究的热点。

将来，最有希望的太阳能装置是导电塑料和纳米材料的混合产品，科学家希望这两种材料的混合溶液能以类似于喷墨打印的方式，印刷在物体表面上，从而实现大批量生产。

真正塑料时代的来临

也许是明天，或许是后天，导电塑料就会带来各种廉价的或这一次性的电子产品进入我们的生活，它甚至会创造出一个新兴的产品应用市场，这也许就是真正塑料时代的来临。

导电塑料开始向硅晶体的霸主地位发起冲击，这将给半导体行业带来天翻地覆的变化。导电塑料的工业化应用将为电子电气和信息产业提供了广阔无限的发展空间！

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碳纤维管加工与应用研究

摘要：本文对碳纤维管材的性能、加工方法和应用进行了全面的介绍，说明碳纤维管材在民用和军用领域的重要意义，有助于相关行业对本类产品做进一步的了解，推进碳纤维管材在更大范围内得到应用。

关键词：碳纤维管材制作方法应用

1.概述

碳纤维管又称碳素纤维管，也称碳管、碳纤管，这种材料是用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤缠绕做成的，碳纤维具有高强度、低密度、寿命长等特性，简单的说，比铝轻，比钢硬，是良好的民用、军用材料。近年来，我国在碳纤维方面的研究和利用也在突飞猛进地发展，碳纤维管作为应用最早、最广泛的碳纤维制品已被许多行业所接受，这些行业在积极主动使用碳纤维管作为原有金属制品的替代品，以期获得产品质量的提升。本文就针对碳纤维管的优势、加工方法及应用做一个综合性的论述。

2.碳纤维管材的优点

2.1重量轻、强度高。

碳纤维管材密度小、重量轻，其比重仅是钢材的四分之一，但是其抗拉强度很高，可达到3000MPa以上，是钢材的6-12倍，是塑料制品的几十倍。碳纤维管材轻质高强的特性，使其在运输和施工安装都具有显著的优势。

2.2耐腐蚀、抗老化，使用寿命长。

碳纤维材料能耐酸、碱、盐、部分有机溶剂及其它腐蚀性侵蚀，在防腐蚀领域有其它金属无法比拟的优越性，除此之外，其还有较好的耐水性和抗老化性，因此无论在腐蚀性的环境、恶劣的气候还是潮湿的环境中，碳纤维管材的使用寿命都可达到25年以上。

2.3表面光滑美观，可设计性强。

碳纤维管材是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制作过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它不规则异型材，具有一定的设计性。经过打磨喷漆，其表面显得光滑美观，在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化。

3.碳纤维管材的规格

碳纤维管材的型号规格多样，按成型工艺不同可以分为拉挤管和缠绕管；按纹路不同可以分为平纹、斜纹和纯黑；按表面处理不同可分为亮光、哑光；按形状不同可以分方管、圆管和异形管，其中异型管包括椭圆管、工字管、半圆型管等。一般的碳纤维管材的直径有10mm-800mm，长度最长可达10m。拉挤空心管1-25mm，壁厚0.5-5mm，拉挤实心管（棒）直径0.5-30mm，编制空心管直径1.0-70mm，壁厚0.5-5mm。

4.碳纤维管材的制作方法

4.1内芯模具的制作。

内芯模具要根据客户对管材规格的要求进行制作，因为纤维缠绕时受到压紧力，要求其集合形状基本保持不变，因而在芯模原材料的选择上，最好选择具有良好刚性的金属材料，如钢和硬铝，钢的密度比硬铝大，其硬度也比硬铝大，但钢的热膨胀系数不及硬铝。而高性能碳管制品是在高温下进行固化的，如果采用硬铝芯模，可通过硬铝热膨胀产生的固化内压，提高碳管的密度和力学性能。所以在高性能碳管的缠绕工艺中，芯模宜选用金属材料，而硬铝则是首选材料。

芯模的封头设计尽量使用扁椭球式，这种形状可以保持筒身部分缠绕均匀，无堆积现象，防止出现“滑移“和“架空“现象。芯模的筒身部分可以制成等直径，但是如果制品长度很长，同时考虑到机床的加工精度以及脱模等条件的限制，等直径的筒身部分在应用中也许会存在困难，但是如果采取带锥度的芯模就可以解决这个问题，实验证明，1:1500-3500的锥度加工芯模筒身比较适宜。对较长的制品，制作芯模时可考虑分段对接芯模，以确保制品尺寸稳定。

通常在缠绕之前要在芯膜表面涂刷脱模剂，以便于之后的脱模，但是对于高性能碳管，有机类脱模剂在固化过程中易渗入树脂中，造成制品缺陷，影响制品性能。如果在芯模表面涂覆一层含氟的脱模剂，就可以消除这种缺陷。

4.2根据规格要求，设计纤维层叠方式。

首先确定要做的板材厚度，按照厚度算出需要的层数，然后按照0°、45°、90°、-45°的顺序叠层，然后模压成型。

4.3将纤维层卷到内芯模具， opp卷制包裹。

4.3.1碳纤维管的加工成型方法主要涉及以下三种：缠绕成型法，将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，特别适用于制作圆柱体和空心器皿；挤拉成型法，先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型，这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件等；真空袋热压法，在模具上叠层，并覆上耐热薄膜，利用柔软的口袋向叠层施加压力，并在热压罐中固化。

4.3.2在碳纤维管的实际加工过程中，最基本的加工成型方法是缠绕法，这种方法易于实现机械化、自动化，比起其他方法，具有劳动条件好、劳动强度低、产品质量稳定、生产成本低等特点，所以应用十分广泛。具体方式又称为湿法缠绕，即将浸胶后的碳纤维集束，在一定张力控制下直接缠绕在芯膜上的工艺方法。其原理是采用卷管机上的热辊使预浸料软化，熔化预浸料上面的树脂胶粘剂。在一定张力下，在辊的旋转操作过程中，利用辊和心轴之间的摩擦，将预浸料连续卷到管芯上，直至所要求的厚度，然后通过冷辊冷却定型。根据成型工艺中预浸料的上料方法，可分为手动上料法和连续机械方法。缠绕线型的方法是保证碳纤维缠绕产品质量的重要前提，管道的使用情况不同，缠绕线型也不同，具体线型有环向缠绕、纵向平面缠绕和螺旋缠绕三种。

4.3.3缠绕成型法的基本操作过程是：首先，清理辊筒，然后热辊加热到设定温度，调整预浸料张力。在辊筒上不施加压力，将引布先在涂有脱模剂的管芯上包绕一圈，然后放下压辊，将引头布在热辊，同时将预浸料拉出来，贴在加热部分头布，与引头布相搭接。引头布的长度约为800-1200mm，视管径而定，引头布与胶布的搭接长度，一般为150-250mm。

在卷制厚壁管时，在正常运行时，将芯模的旋转速度适当加快，靠近壁厚度设计放慢速度，以达到设计厚度，切断胶布。然后在保持压辊压力的情况下，继续使芯模旋转1-2圈。最后提升压辊，测量管坯外径，合格后，从卷管机上取出，送入固化炉中固化成型。

4.4烘烤硬化，去OPP，脱芯。

将定型好的卷料从卷绕机取出，在固化炉中固化。管材固化后，去除芯模型，即可以得到复合材料缠绕管材，这个过程也叫固化脱模。在脱模过程中，车加工或钳工去除封头，再脱下制品，这有可能损及芯模表面，影响芯模的反复使用，可以利用耐高温胶粘剂补平或者焊接再磨削到位。

4.5 两端切去不光滑平整的部分，经过多道工序进行打磨、抛光。

初步完成的碳纤维管还需要进一步加工，首先根据成品的规格，将半成品的两端多余部分去除，形成统一整齐的切面，然后经过专业打磨机和人工手工打磨、抛光，才能形成光滑而有光泽的表面。

5.碳纤维管的连接方法：

碳纤维管的连接方式有以下几种：

最常用的是用环氧树脂来连接，连接成功后如果管子里面一般会有残留的树脂，可以用丙酮清洗干净。

其次，利用碳纤维管自身的结构来连接也比较常见。用碳钛复合接头在碳纤维管成型的过程中进行复合连接，不过，在连接的时候必须要考虑好受力的方式和连接件的结构。

另外，还可以用钻孔连接，只不过碳纤维管的强度大，硬度高，钻孔很不容易，不小心就会导致管子裂开，所以对操作水平有较高的要求。

碳纤维管也可以用粘胶的方式连接，相对比较简单，要是使用机械方式就很困难，因为碳纤维产品本身的强度和硬度，很难找到比它性能好的加工工具，即便有也非常昂贵，而且磨损比较快。

6.碳纤维管的应用

碳纤维管材的应用范围非常广泛，其轻而强的力学特性和耐疲劳性，使其适用于航空、航天、建筑、机械设备、军工、体育休闲等结构材料；其耐腐蚀、耐热、垂直度好（±0.2mm）、机械强度高的特性，使产品适用于线路板印刷设备的传动轴及医疗器械等；其强度高、抗老化，防紫外线、机械性能好的特性，适用于帐蓬、建筑建材、蚊帐、球袋、箱包、窗帘、广告展架、雨伞、风帆、健身器材、箭杆、球杆、高尔夫练习网、旗杆开关插销、水上运动器具等。碳纤维套管的保护线材、阻燃、增加线材强度等特性，近年来也颇受智能化领域的青睐。

7.碳纤维管的选择

用于碳纤维管生产方面的碳纤维含量多少，直接决定其力学性能表现和价值。在选择碳纤维管的时候，除了要关注碳纤维管中的碳纤维含量，也要重视用于生产碳纤维管的复合材料成分，不同的添加成分对产品的性能有不同的影响。但是最关键的一点，因为碳纤维复合材料属于高新材料，整个行业特别是民用这一领域起步比国外要落后二三十年，国内无论是碳纤维生产商还是加工制造厂家都数量有限，随着这个行业的兴起，很多小作坊式的加工商也跻身行列，造成了技术水平层次不齐，产品质量缺乏保证等问题。因而，在碳纤维管材的选择和订制方面，本文综合行业调查数据，罗列出该类型产品有一定影响力和品牌信誉的生产厂家，以供咨鉴。

7.1无锡威盛新材料科技有限公司（简称：威盛新材），是一家研发、制造碳纤维零部件的专业制造商，该公司拥有4000多平方的生产车间，配备大型热压机、热压罐、液压成型台、CNC高速铣床等多种设备，采用台湾及日本等国际一流品牌原材料，产品通过美国UL、SGS以及ISO9001:2008等相关认证，产品常年出口欧美等国家。

7.2略

7.3略

8.碳纤维管的使用注意事项

碳纤维管虽然具有质轻、坚实、抗拉、强度高等突出优势，但是在具体应用中也有一定的局限性，首先其制作依靠模具成型，难于更改尺寸，因而无法适应多尺寸多款式的订单，现在的加工厂家还是依靠大批量订做式订单。在使用中，很多消费者发现碳纤维产品放置在阳光下会逐渐变白，因此碳纤维管材最好不要放置在阳光下，尽量贮藏在避光处。除此之外，因为碳纤维管具有一定的导电性能，因此使用时必须特别注意防电，禁止使用在需要绝缘的设备上。

9.结语

碳纤维管材凭借其优良的性能在多个行业拥有广泛的应用前景，但是这种优良性能依靠的是有可靠保证的的原材料以及精湛的加工工艺，不是所有贴上“碳纤维”三个字的产品都能带来所期望的质量。所有正在或者准备使用碳纤维管材的厂家都需要具备相关的基础知识，才能对碳纤维管材进行有效甄别，为自身的产品带来质的飞跃。

参考文献

【1】《高性能碳纤维管缠绕芯模设计应用的几点体会》，王建华、居建国、甄华生，《全国复合材料学术会议》，1998年。

【2】《碳纤维复合材料数控加工研究》，龚清洪、林勇、夏雪梅、楚王伟，《机械设计与制造》，2008.12。

【3】《碳纤维复合材料的孔加工》，张万军、刘永奇、钱秀松，《纤维复合材料》，2005.3