留学群专题频道碳纤维栏目,提供与碳纤维相关的所有资讯,希望我们所做的能让您感到满意! 碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维外柔内刚,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。2016年2月15日,中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。
为了帮助广大考生高效备考,留学群结构工程师栏目为广大考生精心整理推荐“一级结构工程师2017基础考试辅导讲义:碳纤维”。希望对广大考生有所帮助。快跟着小编一起来复习吧。
碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理,该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右,基本上不增加构件截面,能保证碳素纤维布与原构件共同工作。
1、碳纤维介绍
碳纤维根据原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维(高强度型)及沥青基碳纤维(高弹性型)。
2、环氧树脂
不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用,例如底涂树脂;以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用,例如环氧粘结树脂等。
(1)环氧树脂简介
仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能,只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作,才能达到补强的目的。因此,环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用,能渗入到混凝土内一定深度;粘贴碳纤维片的环氧树脂易于“透”过碳纤维片,有很强的粘结力。依使用温度的不同,树脂还分为夏用及冬用类树脂。我公司使用的各类树脂规格及性能(包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘结树脂的规格及性能等均有详细表格资料、以备索取)。
(2)物理性能
碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等三种环氧树脂。上述三种环氧树脂的使用目的各不相同,其物性标准也不相同。
①底涂:粘着强度
底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。因此粘着强度成为制定其物性标准的重要依据。
②腻子:
压缩强度·压缩弹性率
腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。因此,要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。此外,还要求具有较高的压缩弹性模量。根据以上理由,制定腻子的物性标准时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。剪切强度·粘着强度
腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。
③ 粘着树脂:
张拉强度·弯曲强度
碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP.重要的是固化后的CFRP的物性,而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想获得良好的CFRP物性,浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。
剪切强度·粘着强度
浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外,还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样,必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。
相比之下,国产的树脂材料目前缺乏配套产品,用途单一,且尚...
留学群[liuxuequn.com]为留学生全程报道海外留学相关新闻:《留美海归韩楠林:让新能源汽车更低碳》07月15日报道。
新能源汽车,特别是电动车的全球发展契机,让韩楠林的新型低成本三维复合材料迎来了新的发展空间。
在4月18日举行的中国首届低碳能源创业大赛通报会上,无锡(留学群 liuxuequn.com)安飞纤维材料科技有限公司总经理韩楠林介绍了他的新型低成本三维复合材料的创新成果,吸引了众多与会者的目光。
新材料 新功效
纤维复合材料一直是世界各国优先发展和竞争激烈的关键技术。为减少电动车的行驶负荷,欧洲和日本各大车厂均选择具有轻量化优势的碳纤维材质来打造车体结构。
德国宝马汽车(留学群 liuxuequn.com)公司投资5亿欧元打造碳纤维车身电动车,将于2013年上市“全球首度量产全碳纤维车体汽车”。宝马与德国碳纤维大厂SGL集团联合投资1亿美元在美国建设新厂生产碳纤维纱线。2010年德国奔驰公司与日本碳纤维生产商东丽公司(留学群 liuxuequn.com)合资建厂生产碳纤维汽车部件。日本车厂丰田(留学群 liuxuequn.com)与日本帝人公司(留学群 liuxuequn.com)也积极结成合作伙伴。中国科学院于2009年开始研发碳纤维电动车。
据韩楠林介绍,碳纤维电动汽车车身能够显著降低整车成本。目前的电动车中,电池占整车成本的50%~60%。如果充电行驶里程不变,车重减重40%则可减少电耗40%左右,同时还可降低电池管理系统成本和使用较小的电机,进一步降低成本。
而长期以来,制作纤维预制件的叠层效率低和碳纤维价格昂贵两个因素制约了碳纤维复合材料在汽车工业的广泛应用。而韩楠林的新型低成本三维复合材料技术攻克了这两个难题。
用韩楠林的话说,这种新型材料能够使抗撕裂强度提高50%~100%,抗冲击强度提高50%~100%,界面剪切强度提高15%。同时取代人工叠层,实现纤维叠层自动化,提高复合材料生产效率70%~90%,降低生产成本50%以上,从而为在汽车这种大规模生产行业中的应用打通了技术路线,同时也为世界建造电动汽车和超大型风能叶片提供了新的技术基础。
“碳纤维的使用量大幅提高,其成本自然下降。如果电池技术没有大的突破,轻量化可减少电动车成本,可谓事半功倍。”韩楠林说。
技术成果引人关注
韩楠林,这位中国科学院金属研究所的博士毕业生,曾师承两院院士师昌绪先生,在上海交通大学、美国洛杉矶加州大学做博士后研究,曾任美国波士顿科学公司的研发高级工程师,很自信地向全球汽车巨头们推销自己的产品。他的技术引起了包括德国宝马、意大利兰博基尼、英国迈凯轮和比亚迪等汽车公司的关注。这些公司均要求提供样品和实验报告资料,商讨在新产品中进行尝试。据介绍,安飞纤维材料公司已与世界玻璃纤维龙头欧文斯科宁公司和重庆国际复合材料公司结成了合作伙伴。
2010年4月,韩氏三维纤维织物Han-3D-Fabrics及韩氏三维复合材料Han-3D-Composites在JEC巴黎国际复合材料展荣膺“JEC巴黎创新奖”,这是华人第一次在这个复合材料学术和产品陈列的综合性盛会上获奖。“这是国际复合材料界对我国新技术新产品的认可和嘉奖,表明了这项技术的世界领先地位。”韩楠林说。
材料界泰斗、两院院士师昌绪先生得知此消息...
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