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碳纖維材料的浸漬為什么要采用低QI含量的浸漬劑瀝青

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-10-31【

     浸漬劑瀝青(成分:瀝青質和樹脂)中所含雜質是影響(influence)浸漬效果的主要因素(factor)。碳纖維生產具有許多優良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。浸漬劑瀝青中以QI(喹啉不溶物)為代表的雜質微粒(內容:原子、分子、離子)容易阻塞碳(C)纖維材料(Material)的氣孔,使浸漬難以進行,對于煤瀝青對炭制品的滲透(Osmosis)率研究(research)表明,如果煤瀝青中QI包含比重為零,則浸漬滲透率分別為壓力、溫度(temperature)和黏度的函數,即煤瀝青對多孔炭材料的滲透僅受壓力、溫度和黏度的影響;如果煤瀝青中含有QI,則浸漬滲透率主要取決于QI含量、QI類型和顆粒尺寸,即浸漬效率受QI的類型及其含量的影響。

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     在碳(C)纖維制品浸漬過程(guò chéng)中,浸漬效果會隨著煤瀝青(成分:瀝青質和樹脂)中QI包含比重的增加而變差。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。碳纖維配件“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。這是由于煤瀝青中所含QI顆粒會形成濾餅,它停留在碳纖維材料(Material)基體表面,從而使煤瀝青進入基體的阻力加大,浸漬效果變差,這樣就很難達到均勻(jūn yún)浸透的要求,其結果是外層浸入的瀝青多,二次焙燒時結焦炭(Coke)多,體積(volume)密度(單位:g/cm3或kg/m3)大,而中心部分浸入的瀝青少,二次焙燒時結焦炭少,體積密度小。 123456
     浸漬劑煤瀝青(成分:瀝青質和樹脂)中所含QI分為原生QI和次生QI。在碳(C)纖維材料(Material)浸漬過程(guò chéng)中,由于煤瀝青所含的原生QI為固體硬質顆粒,因此微米級原生QI顆粒會在多孔炭材料表面形成不透性沉積(sedimentation)層(濾餅),它們堆積在制品開口氣孔處,阻礙浸漬的進行,并且隨著堆積厚度增加,其滲透(Osmosis)阻力增大。浸漬劑瀝青所含稠環芳烴構成的次生QI雖非硬質顆粒,呈膠體(Colloid)狀,但其也能在多孔碳纖維材料表面形成接近非浸透的薄表面層,同樣阻礙瀝青向碳纖維材料制品內部滲透,降低(reduce)煤瀝青的浸入率,直接影響(influence)浸漬效果。因此,在碳纖維材料的浸漬處理時應該采用低QI包含比重的專用浸漬劑瀝青。


 
 

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