碳纤维的制造、性质及其应用PDF格式文档图书下载

第一章 绪论 1

1.1 发展概况 3

1.2 原料路线 12

1.3 产品性能及品种 16

1.4 应用现状和展望 20

第二章 聚丙烯腈基碳纤维 23

2.1 聚丙烯腈纤维的结构及热性质 23

2.1.1 聚丙烯腈纤维的结构 23

2.1.2 聚丙烯腈纤维的热性质 29

2.1.3 耐热稳定结构的形成 33

2.2 聚丙烯腈纤维的热氧化反应 40

2.2.1 化学反应 40

2.2.2 反应时纤维长度的变化 51

2.2.3 预氧丝的性能 58

2.2.4 纤维结构的变化 66

2.3 预氧丝的高温热解 70

2.3.1 化学反应 70

2.3.2 反应时纤维长度的变化 75

2.3.3 预氧化纤维结构的变化 79

2.3.4 碳纤维的高温处理 81

2.4 聚丙烯腈基碳纤维的生产工艺 85

2.4.1 聚丙烯腈原丝的生产过程 86

2.4.2 原丝的预氧化 98

2.4.3 预氧丝的碳化 115

2.4.4 碳纤维的石墨化处理 124

2.4.5 后处理及辅助工艺 127

第三章 沥青基碳纤维 131

3.1 各向同性沥青基碳纤维 132

3.1.1 原料准备 132

3.1.2 熔融纺丝 138

3.1.3 沥青纤维的不熔化及碳化 141

3.1.4 产品性能 148

3.2 中间相沥青基碳纤维 153

3.2.1 沥青类有机物质的液相碳化 153

3.2.2 适宜于纺丝的中间相沥青的制备 168

3.2.3 中间相沥青的纺丝 174

3.2.4 中间相沥青纤维的不熔化、碳化和石墨化 175

3.2.5 产品性能 179

4.1.1 原丝及其碳化 182

第四章 其它原料制碳纤维 182

4.1 纤维素基碳纤维 182

4.1.2 热解及碳化机理 186

4.1.3 产品性能 194

4.2 酚醛基碳纤维 195

4.2.1 原丝及其碳化 195

4.2.2 热解及碳化机理 199

4.2.3 产品性能 201

4.3.1 木质素基碳纤维 202

4.3 其它有机纤维基碳纤维 202

4.3.2 聚乙烯醇基碳纤维 205

4.3.3 萨朗基碳纤维 208

4.3.4 聚乙烯基碳纤维 210

4.3.5 聚丁二烯基碳纤维 212

4.3.6 聚酰胺基碳纤维 213

4.3.7 耐热有机高分子基碳纤维 214

第五章 活性碳纤维和离子交换碳纤维 217

5.1 纤维状活性碳的种类 218

5.2.1 人造丝 220

5.2 活性碳纤维的制造方法 220

5.2.2 聚丙烯腈纤维 225

5.2.3 酚醛纤维 227

5.2.4 其它纤维 229

5.3 产品性能 229

5.3.1 化学组成及其形态特征 229

5.3.2 孔径分布及表面积 231

5.3.3 吸附特征 234

5.4 产品应用 241

5.5.1 制造方法 243

5.5 离子交换碳纤维 243

5.5.2 产品性能 246

5.5.3 产品应用 249

第六章 碳纤维的结构 250

6.1 碳的结构 250

6.1.1 碳原子及其结合方式 250

6.1.2 石墨的晶体结构 254

6.1.3 过渡态的碳结构 261

6.1.4 有机物在碳化时的结构变化 265

6.1.5 石墨化程度及度量指标 271

6.2 碳纤维的微结构 273

6.2.1 乱层结构 273

6.2.2 微晶大小 275

6.2.3 择优取向 279

6.2.4 微小孔隙 282

6.2.5 微结构模型 285

6.3 碳纤维的形态结构 289

6.3.1 碳纤维的径向结构 290

6.3.2 宏观缺陷 294

6.3.3 三维结构模型 297

第七章 碳纤维的表面结构、性质和处理 301

7.1 碳纤维的表面结构 301

7.1.1 表面微结构和形态结构 301

7.1.2 表面积和孔结构 304

7.1.3 表面化学组成 306

7.1.4 表面官能团 312

7.2 碳纤维的表面性能 319

7.2.1 表面润湿性 319

7.2.2 表面反应性 323

7.3.1 表面清洁法 330

7.3 碳纤维的表面处理 330

7.3.2 气相氧化法 331

7.3.3 液相氧化法 334

7.3.4 表面涂层法 340

第八章 碳纤维的性质 349

8.1 力学性质 349

8.1.1 轴向抗拉模量 351

8.1.2 轴向剪切模量 362

8.1.3 轴向抗拉强度 363

8.1.4 断裂伸长 377

8.1.5 高温蠕变 379

8.1.6 中子辐射的影响 380

8.2 化学性质 386

8.2.1 氧化反应 387

8.2.2 氧化稳定性的改善 392

8.2.3 间充化合物 395

8.2.4 高温条件下与金属的反应 398

8.2.5 耐腐蚀性 401

8.3.1 比重 403

8.2.6 其它反应 403

8.3 物理性质 403

8.3.2 热学性质 405

8.3.3 电学性质 411

第九章 碳纤维增强复合材料 414

9.1 纤维增强复合材料的发展 414

9.2 纤维增强复合材料的结构特性 418

9.2.1 单向增强复合材料的力学性能分析 418

9.2.2 短纤维增强 421

9.2.3 影响复合材料力学性能的因素 423

9.3 碳纤维增强塑料复合材料 426

9.3.1 对基体树脂的要求及其种类 426

9.3.2 碳纤维增强塑料的成型方法 429

9.3.3 碳纤维增强塑料复合材料的特性 431

9.3.4 混合增强塑料复合材料 450

9.4 碳纤维增强碳复合材料 458

9.4.1 碳/碳复合材料的制造 459

9.4.2 碳/碳复合材料的特性 470

9.5 碳纤维增强金属复合材料 475

9.5.1 基体金属的选择 476

9.5.2 复合材料的制造 481

9.5.3 复合材料的性质及发展前景 483

9.6 碳纤维增强陶瓷、玻璃和水泥复合材料 487

9.7 碳纤维增强橡胶复合材料 492

9.8 碳纤维纸 494

第十章 碳纤维复合材料的应用 497

10.1 导弹、宇航工业 497

10.1.1 防热和耐烧蚀材料 497

10.1.2 结构材料 506

10.2 航空工业 511

10.3 汽车工业 516

10.4 化学工业 519

10.5 电子、电器工业 522

10.6 原子能工业 526

10.7 体育用品 528

10.8 音响器材 531

10.9 医疗器材 532

10.10 其它工业方面 534

参考文献 538

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