碳纤维的发展历程和在应用中带来的影响-凯发安卓

碳纤维从1960年代发明以来，最初在军用飞机和航天结构中得到应用，主要着眼于小丝束高性能碳纤维的开发，最有代表性的是toray的t300和后来hexcel的as4，其用途也集中在航空航天结构，特别是航空结构的应用。随着碳纤维在民机结构应用的扩大，特别是在机翼机身结构应用的需求，发现t300级碳纤维的弹性模量（230gpa）无法实现进一步减重的需求，在1980年代以波音公司为代表提出了中模高强碳纤维，即t800级碳纤维的研制要求，为此toray率先研发出弹性模量为296gpa的t800，同时hexcel为美国军机结构研发出具有类似模量的im系列碳纤维。当前军用飞机和民用飞机结构（特别是主承载结构）模式主要在军用飞机和大型飞机结构的高强度碳纤维 - 碳纤维t300应用比已显着减少。与此可以同时为满足我国航空发展航天的特殊教育需求，它们又开发研究出了以m40j为代表的高模碳纤维品种。

随着碳纤维在飞机结构中应用的成熟，将碳纤维推广应用至工业经济领域知识结构可以成为碳纤维企业通过自身社会发展的目标。鉴于原材料成本的业界最苛刻的要求，我们必须建立一个低成本，同时保持碳纤维的原有性能优势，东丽t700s的12k为此目的而进行的碳纤维品种的民用产品开发。 与此同时，其他碳纤维生产商开发出了基于t300和t700s的低成本碳纤维，代表了相当便宜的台塑。需要注意的是t700s的性能指标（即拉伸模量230mpa和拉伸强度4900mpa）并非根据用户的要求研制的，而是采用t300的生产工艺，但将湿喷湿纺改为高效的干喷湿纺工艺后自然形成的。而t700g则是在t700s的基础上，通过改善其界面性能，并将拉伸模量略有提高（即由230mpa提高到240gpa）后才用于飞机结构，但用量并不大，也可以说是t300与t800之间的过渡产品。随着低成本消费产品，低成本碳纤维的研究和开发逐步扩大到大拖产品的迫切需求。

实验中碳纤维材料的影响

研究了浓硝酸表面处理时间对复合材料单向断裂模数的影响。 碳纤维处理60分钟后，复合材料的强度提高最大。液相氧化的作用研究主要原因在于除去纤维细胞表面的浆层，对纤维的强度没有一个明显的影响。 复合材料的强度增加是因为表面浆料层去除后纤维表面粗糙度增加，从而增加了快速加热过程中热解碳对纤维的亲和力和粘结强度。

碳纤维电化学处理过程易操作,（表2）为纤维表面电化学处理不同条件下单向复合材料的强度值,从处理结果可见,处理电压和时间变化对制备的复合材料的抗弯性能影响较大。在电压4.8v、10min处理技术条件时，由处理以及纤维可以制备的复合结构材料的抗弯强度比未处理的低3.6mpa，且电压水平升高至10v时，复合建筑材料抗弯性能进行进一步发展恶化。

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