碳纖維復合材料設計論文(存儲版)
【正文】 022MPa、模量 250GPa）和高模型（模量 300GPa 以上） 。有學者在 1981 年將 PAN 基 CF 浸泡在強堿 NaOH 溶液中，時間已過去20 多年，它至今仍保持纖維形態(tài)。因此，發(fā)展高性能碳纖維必須要靠我們自己。主要應用領域為：成熟市場有航空航天及國防領域2 / 14(飛機、火箭、導彈、衛(wèi)星、雷達等)和體育休閑用品(高爾夫球桿、漁具、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、箭桿、自行車、賽艇等)；新興市場有增強塑料、壓力容器、建筑加固、風力發(fā)電、摩擦材料、鉆井平臺等；待開發(fā)市場有汽車、醫(yī)療器械、新能源等。但由于一些企業(yè)沒有原絲可燒，實際國內(nèi)碳纖維的總產(chǎn)量不足 40 噸/年，而且產(chǎn)品質量不太穩(wěn)定，大多數(shù)達不到 T300 水平。經(jīng)過30多年的發(fā)展, 碳纖維的性能不斷提高, 產(chǎn)量大大增長, 工藝技術日趨成熟, 生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大, 成本大幅度下降。隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長,市場對碳纖維的需求將會進一步上升,從而給碳纖維帶來了良好的發(fā)展前景。 (4)X 光穿透性高,且為非磁性材料,并有著很強的電磁遮蔽性等等。 (3) 振動衰減性高、電與熱傳導性高、熱膨脹系數(shù)低。碳纖維及其復合材料近年來發(fā)展十分迅速，其優(yōu)良的特性和特殊的功能為航天航空、現(xiàn)代國防、新型建材、汽車機械制造、輕紡化工及體育運動、休閑用品等各經(jīng)濟領域的高新技術產(chǎn)品的發(fā)展提供了新的應用材料。此外, 人們還研究了氣相生長法碳纖維。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，我國已有 12 家生產(chǎn)規(guī)模大小不一(5～800 噸／年)的 PAN 基碳纖維生產(chǎn)廠家，合計生產(chǎn)能力為 1310 噸／年，產(chǎn)品規(guī)格為 1K、3K、6K、12K。我國碳纖維的需求量已超過 3000 噸/年，2022 年將突破 5000 噸/年。即使對我國解除了禁運，開始也只能是通用級碳纖維，而不會向我們出售高性能碳纖維技術和設備。與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其 3 倍多；它與凱芙拉纖維(KF49)相比，不僅楊氏模量是其 2 倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。通用型碳纖維強度為 1000 兆帕（MPa） 、模量為 100GPa 左右。 碳纖維是軍民兩用新材料，屬于技術密集型和政治敏感的關鍵材料。（2）設備落后我國碳纖生產(chǎn)設備落后, 自動化程度低,勞動強度大, 生產(chǎn)環(huán)境差, 而發(fā)達國家的封鎖又使我國無法引進國際上的一、二流設備,影響了生產(chǎn)水平的提高。（1）聚丙烯腑基碳纖維碳纖維用PAN原絲。到21世紀, 生產(chǎn)工藝已分化為美國為代表的大絲束碳纖維工藝和日本為代表的小絲束碳纖維工藝, 小絲束的生產(chǎn)追求高性能化。預氧絲在惰性氣體保護下通過碳化爐（13001600℃） ，在此溫度下，預氧絲中的非碳元素如 N、H、O 等從纖維中排出去。（2）設備落后。通過這次設計加強了對自身專業(yè)知識的掌握能力。因此，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模降低成本，才能具有更強的競爭力。（1）PAN原絲質量不過關，碳纖來源大部分依賴進口。PAN 纖維絲線性高分子，耐熱性差，高溫下熱處理會分解，得不到碳纖維。目前世界上最大的抗燃、耐熱PAN預氧化纖維生產(chǎn)廠家是德國SGL集團和美國ZOLTEK公司, 其產(chǎn)量皆超過2022t/a, 各占世界總產(chǎn)量的1/3；日本帝人所屬的東邦公司產(chǎn)能達500t/a；旭化成公司約有的250t/a產(chǎn)能。第 2章 設計過程制備碳纖維的前驅材料很多, 可以用粘膠纖維、瀝青、聚丙烯氛、聚乙烯醉、木質素、聚抓乙烯、酚醛樹脂、聚苯并唾哇等為原料。目前在祖國大陸還沒有一個年產(chǎn) 100t 的規(guī)?；祭w維工廠，大多還處于中試放大階段。用量最大的是聚丙烯腈 PAN 基碳纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X 射線3 / 14透過性好。 “十一五”期間，我國又啟動了相關“973 計劃” 。碳纖維在我國大有發(fā)展前途，但應總結滌綸等化纖發(fā)展的經(jīng)驗教訓，避免盲目發(fā)展，實現(xiàn)健康發(fā)展。 隨著近年來我國對碳纖維的需求量日益增長，碳纖維已被列為國家化纖行業(yè)重點扶持的新產(chǎn)品，成為國內(nèi)新材料行業(yè)研發(fā)的熱點。我國對碳纖維的研究開始于 20 世紀 60 年代，80 年代開始研究高強型碳纖維。國防科工委和總裝備部在“十?五”規(guī)劃中，再次把高性能碳纖維列入“十?五”計劃；并在《項目指南》的高性能纖維中首先就是研制高性能碳纖維，充分表明碳纖維在國家的戰(zhàn)略地位和國內(nèi)市場的急需程度。正是由于碳纖維所具有的優(yōu)越性能和廣泛用途,因而在國際上被譽為第四代工業(yè)材料或稱為 21 世紀的新材料。齊 齊 哈 爾 大 學功 能 材 料 設 計 （ 論 文 ）碳纖維復合材料設計班 級: 無機 061 學 號: 2022022059 姓 名: 王昌輝 指導老師: 李曉生 二零零九年五年院 系 化學與化學工程學院 專 業(yè) 無機非金屬材料工程 班 級 無機 061 姓 名 王昌輝 題 目 碳纖維復合材料設計 指導教師評 語
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