文档介绍：摘要
千米沥青碳纤维收丝系统控制与试验研究
摘要
碳纤维是一种性能优异的新材料,广泛的应用于航空航天等高技
术领域,是当今世界上材料综合性能的高峰,被喻为世纪的黑色
革命。因此,对碳纤维的研究具有重大的意义。
我国碳纤维的研制和生产虽然取得了一定的成绩,但总的来说,
研制和生产水平还较低,目前仅相当于。沥青基碳纤维的生产能力小,虽然研究和开发较早,但在开发、
生产及应用方面与国外相比有较大的差距。
沥青碳纤维研制要经过原料沥青的精制,沥青的调制,而后形成
沥青碳纤维原丝,沥青碳纤维原丝必须经过预氧化和碳化处理,才能
成为工业可用的碳纤维丝。本文就沥青碳纤维收丝系统部分进行讨
论,设计并研制生产出一套能够对千米沥青碳纤维长丝进行收丝处
理,并且能够稳定运行的收丝控制装置。
沥青碳纤维收丝系统采用闭环控制方案,以?刂坪诵牡
控制系统,并且设计了人性化的人机界面。
该系统通过实验运行,达到了预期目标,收出了千米沥青碳纤维
丝,整个系统工作稳定。目前,所研制生产的沥青碳纤维丝已经开始
了实际应用。
千米沥青碳纤维丝的研制,填补了国内空白,对我国碳纤维的研
制和生产具有重大的推动意义。
摘要
关键词:沥青碳纤维,欧缁
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第一章绪论
碳纤维简介
碳纤维顾名思义,它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼
备纺织纤维的可加工性,是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维相比,杨氏
,
而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。有学者在年将碳
纤维基浸泡在强碱溶液中,时间己过去多年,它至今仍保持纤维
形斜’】
碳纤维是含碳量高于%的无机高分子纤维。其中含碳量高于%的称石
墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,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,耐腐蚀性好,纤维的密度低,湎咄腹
好】。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会
发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。所以在使用前须进行表面处理【俊
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;
按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型。通
用型碳纤维强度为兆帕⒛A课笥摇8咝阅苄吞枷宋
分为高强型慷、模量透吣P模量以上G
度大于挠殖莆3咔啃停荒A看笥某莆3吣P汀】。随着
航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于ァS昧
最大的是聚丙烯腈基碳纤维。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温
材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等
材料中,构成复合材料【俊L枷宋銮康母春喜牧峡捎米鞣苫峁共牧稀⒌绱牌
蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机
器人、汽车板簧和驱动轴等。
碳纤维是军民两用新材料,属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前,
以美国为首的巴黎统筹委员会缘笔钡纳缁嶂饕骞沂敌薪朔馑
政策, 年拢珻虽然已解散,但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空,
先进的碳纤维技术仍引不进来,特别是高性能考际酰词刮夜
问埔膊换岱⑸蟮谋浠痜。因此,除了国人继续自力更生发展碳纤维工
:,别无其它选择垮
:学位论文
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种刚度比钢的大、密度比铝的小、比不
锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、
热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻
巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高
计算机的储存量和运算速度;用碳纤维增强材料来制造卫星和火箭等宇宙飞行
器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料【俊攴⑸谀狭C丝扑魑值
战争中,北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆
盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路俊
国外碳纤维发展概况
碳纤维的生产始于世纪年代末年代初,当时以粘胶纤维为原料,
经预氧化、碳化、石墨化制成碳纤维。~年,日本东丽公司、东邦人造
丝公司和三菱人造丝公司分别利用本国的研究成果建厂,进行了碳纤维的工业化