专注碳纤维材料生产18年
Focus on the carbon fiber material production of 18 years
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中间相沥青经加氢反应变为部分氢化的稠环芳烃。由于碳原子轨道及分子结构的改变，减轻了π电子共轭体系，增加了空同阻碍，分子间的相互作用减弱，形成高分子量、低熔融温度和低黏度的沥青
CF表面由结晶区和非结晶区组成。Fitzer和Weiss在研究CF表面处理及与环氧树脂粘接性能时描述了CF表面石墨晶格的活性点。结晶尺寸随着碳化温度的升高而增大。微晶尺寸越大，处于CF表面晶界和边缘位置的碳原子数目越少，表面活性越低，复合材料的ILSS也越低。纤维经过表面处理后，结晶组织会变小，活性点增多，表面活性增大
未经表面处理处理的碳纤维，制备的CF增强树脂复合材料(CFRP)的层间剪切强度(ILSS)在50～60MPa范围内，而CFRP作为工程结构材料使用时的ILSS在80MPa以上。因此碳纤维必须经过表面处理才能达到使用要求。
关于氧化工艺中纤维是否加张力意见不同，一些研究者认为沥青是大片层分子结构，因而无需在氧化过程中加张，但其他作者和我们的研究结果发现，张力的确有助于纤维微晶择优取向，因而强度和模量有所增加
氧化纤维是由沥青制备碳纤维的中间产品，它必须在氮气保护下继续加热，使纤维内部进一步发生交联、环化、缩聚以及芳构化等反应，脱除H、O、N等非C原子及放出CO、COz、CH4、水分、H2、NH3以及重碳氢化合物，致使纤维中缩合芳环平面不断成长，形成主要由碳元素组成的芳环二维平面网状类石墨结构的沥青碳纤维，呈乱层结构
树脂浸渍碳纤维制成的预浸料具有优良的成型加工性能，采用真空热压罐成型或热模压成型得到的树脂基复合材料，具有突出的耐热稳定性和抗氧化性，可在310～320℃高温下长期使用。T300/KH-304复合材料在320℃空气中经500h的恒温热处理后，材料的失重不超过5~7%
碳化是制造ACF的重要工艺过程，是指不熔化沥青纤维在惰性气氛中(如N2)加热升温，排除纤维中可挥发的非碳组分的过程及形成乱层类石墨结构的过程
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好的材料
C/C复合材料的制备方法有很多，所用的原料不同，C/C复合材料的制备工艺也各不相同如图10-1所示，归纳起来主要有浸渍、CVD(CVI)法、高压碳化法(PIC)及粉末烧结法等。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。它的缺点是要经过反复多次浸渍碳化的循环才能达到密度要求
CVD法是最常用的制备C/C复合材料抗氧化涂层的方法，其主要特点是涂层的组成、厚度是可以精准控制。目前采用CVD法可在C/C复合材料的表面涂覆上SIC、Si3N4、BN、TIC等抗氧化涂层，其中以SiC、Si3N4等硅质涂层最为广泛
