一、我国碳纤维工业驶入发展的快车道（论文文献综述）
崔峙[1]（2020）在《国产碳纤维表面结构与复合材料性能转化率关系研究》文中研究指明经过多年努力,国产碳纤维获得了全面发展,以高强中模型碳纤维为例,国产碳纤维本征力学性能已经达到甚至超过国际同类产品水平。但是国产碳纤维在实际应用中遇到很多问题,特别是高强中模型碳纤维在复合材料性能转化率方面与国外产品存在较大差距。碳纤维表面结构与树脂形成的复合材料界面性能,是直接影响碳纤维性能转化的关键。碳纤维的表面结构可以分为物理结构和化学结构,两种结构与基体树脂间的相互作用是复合材料界面的基础。采用国产高强中模级湿法原丝和干湿法原丝,在同等氧化、碳化条件下,设计不同的表面处理条件可以获得不同表面结构的碳纤维。通过研究碳纤维的复丝力学性能、碳纤维表面物理和化学结构以及不同加工方式的复材试样力学性能,总结不同复合材料加工形式下碳纤维表面结构对性能转化率影响规律,有利于提高国产碳纤维综合性能、推动国产碳纤维复合材料的高效应用。通过对表面物理形貌不同的湿法碳纤维和干湿法碳纤维复丝性能评价,研究了表面处理工艺对于碳纤维复丝力学性能的影响。在相同氧化、碳化条件下,由于碳纤维浸润树脂性能的改善,随着表面处理电流密度的增加,碳纤维拉伸强度略有增加,同时其他指标:弹性模量、线密度基本不受表面处理电流密度的影响。由于干湿法原丝具有优异的微观结构,因而制备的干湿法碳纤维拉伸强度和断裂伸长率明显高于湿法碳纤维。当碳纤维束单纤维准直性差时会导致加工工艺性差,起毛量增加。通过SEM结合PS-matlab软件分析碳纤维表面物理结构,通过拉曼光谱和X射线光电子能谱对无浆碳纤维表面化学结构进行表征。SEM研究发现,湿法碳纤维表面具有沟槽,干湿法碳纤维表面光滑,随表面处理电流密度提高,湿法和干湿法碳纤维表面无明显变化。通过SEM结合PS-matlab软件获得表征碳纤维截面圆度的Rs和Rp值,随表面处理电流密度提升,碳纤维截面圆度略有好转,测算具有表面沟槽的碳纤维表面积比表面光滑的碳纤维表面积大约4%。采用Raman光谱评价碳纤维表面碳结构,发现表面形貌及电流密度对G峰出峰位置、半高宽影响不大,随着电流密度增加,氧化作用使碳纤维表面的石墨化程度减小。采用XPS研究碳纤维表面官能团结构发现,随表面处理电流密度的提高,三种碳含氧基团（-C-OH,-C=O,O=C-O）有明显上升趋势。由于具有表面沟槽的碳纤维比表面光滑的碳纤维具有更大的表面积,具有表面沟槽的碳纤维更容易在其表面引入活性基团。通过动态接触角测试仪分析碳纤维单纤维表面自由能、碳纤维束丝与树脂浸润角发现:随电流密度的提高,碳纤维表面活性官能团增加,具有沟槽表面或光滑表面的碳纤维表面自由能都呈增长趋势;碳纤维表面的沟槽形态使得同样电流密度下,碳纤维表面自由能更大。碳纤维束的浸润性与碳纤维表面结构密切相关,随表面自由能增加,碳纤维与树脂的浸润性能也提到提升。同时碳纤维单纤的准直性越好,有利于碳纤维束浸润性的提高。表面能是与表面物理结构和化学结构相关的物理量,本文采用表面自由能作为碳纤维表面结构的定量评估方式,能够兼顾碳纤维表面物理结构和化学结构,现阶段对碳纤维表面特征的评价更全面。在复合材料预浸料应用领域,碳纤维层间剪切强度随碳纤维表面结构的改善而提高。碳纤维复合材料0°拉伸强度的转化率可以通过调整碳纤维表面结构获得最佳值。在碳纤维表面自由能为31mJ/m2左右,国产湿法（具有沟槽表面）高强中模型碳纤维转化率可以到达最高值（约80%）。在碳纤维表面自由能为32mJ/m2左右,国产干湿法（具有光滑表面）高强中模型碳纤维转化率可以到达最高值（约73%）。在复合材料缠绕应用领域,碳纤维层间剪切强度随碳纤维表面结构的改善而提高。但碳纤维复合材料NOL强度转化率受碳纤维表面化学结构影响较小,受物理结构和NOL环样品中应力集中缺陷影响较大。干湿法碳纤维光滑的表面结构、高断裂伸长率使得NOL强度转化率比湿法高10%,干湿法碳纤维更有利于复合材料缠绕应用。从碳纤维单纤维集合成碳纤维束,再转化为碳纤维复合材料的过程中,针对不同的复合材料加工形式需求,对碳纤维表面结构进行优化,对提高复合材料性能转化率至关重要。采用干湿法纺丝工艺获得的具有光滑表面物理结构的高强中模型碳纤维,具有更好的复合材料加工工艺普适性。
贾鹤[2]（2019）在《航空机载机箱的轻量化分析及成型设备的研究》文中提出碳纤维复合材料重量轻、比强度与比刚度高等优点,得到了快速的发展,已经与金属材料、无机非金属材料、高分子材料并列成为四大材料。先进复合材料尤其是碳纤维聚合物基复合材料具有质量轻和高强度特性,是理想的轻量化材料。基于轻量化目标,有关碳纤维增强复合材料构件的结构优化、成型工艺及专用成型设备的研究是当今航空领域的热点课题之一。航空构件的轻量化对于飞机等航空器构件节能、减小惯性力高速飞行和适应空中姿态变化安全工作意义重大。21世纪航天技术发展的目标之一就是航天器的质量减轻、体积小型化,在轻量化与小型化方面进行深层次技术突破。航空构件种类繁多,充分实现轻量化需要做大量的研究工作。本课题主要研究内容包括两大部分:（1）碳纤维增强塑料航空机箱轻量化的研究;（2）航空机箱成型设备的设计及力学性能分析。碳纤维增强塑料航空机箱轻量化的研究。以航空仪器箱体为研究对象,基于静力分析对比研究碳纤维增强塑料与铝合金的结构性能,并通过仿真正交试验优化箱体结构确定箱体的最优壁厚,为实际成型加工提供最优的轻量化结构参数。航空机箱成型设备的设计及力学性能分析。通过对航空仪器箱体结构的研究以及浸胶铺叠挤压的成型方式,在此基础上设计了一套航空仪器箱体的成型设备。建立成型设备的三维模型,并对成型设备进行了静力学分析,有限元模拟结果表明:成型设备的应力和变形是满足工作强度和刚度要求的。最后对成型设备进行UG运动仿真,模拟成型设备的实际运动,分析成型设备的运动规律与装配关系,最后根据所得数据对设备模型提出改进和进一步的优化。
吴丹[3]（2018）在《空间限位微纳米强制组装法制备热塑性导电复合材料》文中研究指明聚合物基复合材料是一种将聚合物基体与不同特性的填料混合制备的具有导电性、导热性或阻燃性等的功能材料。热塑性塑料是人们日常生活中使用最多的塑料,具有可反复多次熔融凝固、易加工、易成型等特性。因此以热塑性塑料为基体的复合材料又具有耐腐蚀、质轻以及可重复利用等特点,在制造抗静电、抗电磁干扰（EMI）、导电和导热产品领域内应用很广,得到研究者们的注意。目前最常用的构建复合材料导电网络的方法是填料自组装法,但自组装导电网络因自组装力不够强,导致填料间距不可控,网束不够密实,可以使得聚合物具有导电性能,但其电导率比导电填料本身的电导率低许多,但仍不能达到高导电的状态。基于以上分析,本课题采用空间限位强制组装法（SCFNA）制备导电复合材料的方法,开展以热塑性塑料为基体的导电复合材料的实验研究。通过实验制备单一填料、二元填料、不同填料形状、浓度及厚度的试样,并测试其导电性、研究导电网络的构建情况,论证SCFNA法在热塑性基体中的适用性。主要研究内容包括:（1）采用SCFNA法制备的碳纤维/聚丙烯复合材料的逾渗浓度降低至4.2wt%,复合材料电导率大幅提高,较常规方法制备的复合材料提高了 4个数量级;采用SCFNA法制备了鳞片石墨/聚丙烯复合材料,复合材料电导率较常规方法制备的复合材料提升程度最大达到200倍以上。验证了 SCFNA法对热塑性基体的可适用性,证明了导电网络的密实度是影响导电性的重要因素。同时还研究了强制组装、填料浓度及微结构对复合材料导电性的影响。（2）SCFNA法对不同形状导电填料所形成的导电网络均可起到强制组装作用,但是填料形状会影响导电网络中的有效接触点数目,从而影响导电性能,纤维状填料更易形成密实的网络。（3）采用SCFNA法制备了二元填料体系的导电复合材料,分别在10wt%碳纤维/聚丙烯复合材料中加入质量分数为0.25wt%、0.5wt%的石墨烯,发现复合材料加入少量纳米级填料,导电性能即可大幅提升,因此可制备低填充量、高电导率的复合材料。
刘卫卫[4]（2012）在《通用级聚丙烯腈基碳纤维用原丝性能升级的考察》文中认为为提升国产通用碳纤维用PAN原丝的力学性能，原丝需要经过再次沸水牵伸、再次水洗及干燥致密化、再次高温高压蒸汽牵伸等工艺处理。实验结果表明：1、在实验室设备条件下，沸水牵伸、干燥致密化和高温高压蒸汽牵伸工艺分别最高能把原丝强度提高31.25%、35.6%和39%。这说明国产通用碳纤维用原丝的质量有提升的空间，可以通过再次原丝工艺流程，提高其质量。2、沸水牵伸实验中，随拉伸比的增大，纤维断裂伸长率及直径有下降的趋势，纤维的强度及结晶度先升高后降低，其转折点在12%-14%之间，之后会过牵。停留时间设定在80s比较合适，拉伸比11.59%时，纤维强度提高了31.25%，结晶度为70.08%，此时纤维直径为10.982μm，断裂伸长率为9.4%。3、水洗因使丝束增韧，与致密化起到相反的作用，不利于原丝力学性能的升级；不同温度下，随致密化时间的增加，丝束强度先增大后减小，55s时丝束强度提高最大；确定致密化时间55s时，在140-150℃温梯下丝束强度最大，约提升初始原丝的35.6%。增大温度区间，纤维的结晶度及强度都较高，并且结晶尺寸增加不多，有利于生产优质原丝。4、蒸汽介质下纤维承受的拉伸比要比干热牵伸时大，这是因为因水分子的增塑作用。因水分子的增塑作用，135℃和150℃时蒸汽牵伸的纤维强度大于干热牵伸时的强度。蒸汽介质中，135℃，15%拉伸比时，得到的原丝综合性能最好，强度为1.023GPa，是初始原丝强度的1.39倍，直径为10.813μm，并且丝束比较均匀，纤维表面良好。
刘明哲[5]（2011）在《奇峰公司碳纤维产业发展动态分析与对策研究》文中研究说明聚丙烯腈基碳纤维（PANCF）属于高性能新型纤维材料,是与国民经济和国家安全密切相关的战略物资,是发展先进武器装置,特别是战略导弹和歼击机所急需的高性能纤维之一,也是制造卫星、航空和航天飞行器、核能设备及隐形武器等迫切需要的结构及功能材料的主要增强材料.国内大多数碳纤维项目的技术和设备及产品水平属国际中下等,创新是面临的重大课题。基础研究是创新之源,建立自主知识产权,是提高我国碳纤维工业技术水平的关键之一,也才能从根本上改变碳纤维核心技术依赖进口、受制于人的局面。吉林奇峰化纤有限公司自1995年引进意大利蒙特公司腈纶纤维工艺技术装备,经过十几年的发展,年生产腈纶纤维已达26.6万吨,居全国第一位,世界第二位,多年来培养和锻炼了一大批具有高技术水平和管理经验的干部队伍和一支高素质的职工队伍,从生产经验到技术人员和操作人员都为碳纤生产提供实力保证。而碳纤维原丝就是差别腈纶纤维的一个品种,所以,在腈纶纤维生产公司发展碳纤原丝从理论和生产实践都具有非常好的基础和有利条件。吉林奇峰化纤有限公司必将成为国内碳纤维原丝的最大基地。受全球金融危机影响,世界碳纤维工业正处于调整阶段。,碳纤维产业也直接经受着国际先进技术、先进管理和优秀服务的竞争。论文阐述了国内外碳纤维工业的发展现状,并从规模、产量、生产技术和效益等方面进行了对比,综合分析了中国碳纤维工业发展的优势和存在的差距。最后,从技术、管理和经营模式及文化理念创新等方面,提出了碳纤维工业的发展策略,进而塑造中国碳纤维工业的核心优势。
李宁[6]（2011）在《高分子量聚炳烯腈基碳纤原丝纺丝成型工艺的研究》文中研究说明碳纤维因其拥有高含碳量,高强度,高模量和优越的机械性能及化学稳定性,广泛应用于航空、航天领域。要想生产高性能碳纤维必须拥有十分优质的碳纤维原丝,聚丙烯腈（PAN）原丝是目前生成碳纤维最主要的原料。在碳纤维的生产过程中,原丝的性能是制约碳纤维性能的主要因素。影响原丝性能的因素主要有聚合体中共聚单体类型,纺丝方法,凝固浴条件参数及工艺,热水及高压蒸汽牵伸工艺,干燥致密化程度工艺,上油工艺等等。基于此我们对高分子量聚丙烯腈的合成以及纺丝做了大量的工作,为了得到更加优质的碳纤维原丝,本实验重点放在原丝的生产工艺上,尤其是在凝固浴的工艺上。为了得到更好的初生纤维的形貌以及性能,用正交试验的方法设计三因素（三种凝固浴参数：凝固浴温度,凝固浴浓度,凝固浴中初生纤维负牵伸倍数）。通过多种水平试验,得到很多不同参数的丝束。通过扫描电子显微镜（SEM）观察初生纤维的表面形貌和断面微观形貌,通过X射线衍射仪（XRD）分析结晶及晶粒尺寸大小,以及电子单纤维强力机测试初生纤维的强度,得出三种凝固浴参数对初生纤维圆形横截面形状的影响大小程度为：凝固浴浓度>凝固浴表观负牵伸倍数>凝固浴温度。三种凝固浴参数对初生纤维结晶度的影响,得到影响大小顺序是：凝固负牵伸比>凝固浴浓度>凝固浴温度。最后得出确立了一条最优越的凝固浴工艺参数,在凝固浴浓度为80%,凝固浴表观负牵伸倍数为0,凝固浴温度为40℃C时得到的高分子量PAN湿法纺丝初生纤维,不仅具有优异的表观形貌和圆形横截面,还具有良好的物理机械性能。牵伸工艺对纤维结构性能的影响,分别对多级凝固浴牵伸,热水牵伸,高温高压蒸汽牵伸,用电子显微镜、X射线衍射、电子单纤维强力机测试等手段进行分析,对不同牵伸倍数下的纤维进行分析测试,得出热水牵伸倍数为5倍时,可以得到强度较高、性能较好的PAN原丝,而高温高压蒸汽牵伸在2.5倍时已得到结构、性能、强度都非常优越的纤维。最终制得了强度超过1GPa的优质碳纤维原丝,从而优化了实验方案,对后续实验具有指导意义。
张舰[7]（2011）在《基于DMSO/C2H5OH凝固体系的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维的制备、表征及性能》文中认为聚丙烯腈（PAN）纤维具有加工简单、成本低廉、力学性能优异等众多特点,是目前最主要的碳纤维前驱体。优质的聚丙烯腈纤维是制备高性能PAN基碳纤维的基础和保证,因此深入研究PAN原丝成形方法与结构和性能的关系对制备高性能碳纤维有重要的现实意义。在溶液纺丝成形加工中,由于原液细流和凝固浴之间存在着浓度差,纺丝原液细流在进入凝固浴后,会发生溶剂和非溶剂的扩散和交换,纺丝原液细流发生相分离,宏观表现为凝固成形生成初生纤维。由于凝固过程受到扩散动力学和相分离热力学的共同影响,纺丝液的凝固机理相当复杂,构建聚合物/溶剂/非溶剂三元相图将有助于研究纺丝原液的凝固机理。当纺丝原液的组成一定时,相分离的热力学路径直接决定着初生纤维的微结构和性能,即不同的凝固处理过程,会形成不同微结构和性能的初生纤维。凝固过程是决定纤维微结构和性能的重要过程。影响纤维凝固成形相分离过程的因素主要有纺丝原液温度和浓度、凝固浴温度和浓度、凝固浴组成等,大部分的研究工作也主要集中在这些方面。一般认为:较高的纺丝原液浓度、较高的凝固浴浓度和较低的凝固浴温度将有助于获得圆形截面、低缺陷的碳纤维用PAN原丝。但是凝固浴中非溶剂种类对纤维凝固成形过程相分离机理的影响,目前还少见报道。深入研究PAN/DMSO（二甲基亚砜）纺丝原液的热致变溶胶-凝胶化转变过程可以为冻胶纺丝的实现奠定理论基础。PAN/DMSO溶液的热致变溶胶-凝胶化转变过程是单一的相转变过程,主要受传热影响,调控比较简单。若能将其应用于纺丝成形加工（即冻胶纺丝）,将有望得到结构均匀的高性能纤维。在线实现高浓度常规分子量PAN纺丝原液的热致变溶胶-凝胶化转变成形,是工业化生产高性能PAN基碳纤维原丝的理想方法。要实现常规分子量PAN冻胶纺丝,必须对纺丝原液的热致变溶胶-凝胶化过程做深入的研究,从而合理安排纺丝工艺,获得高性能的PAN原丝。碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）具有优异的力学、光学、电学等性能,同时,它的直径在纳米级,长度在微米级,与聚合物分子链具有相近的尺寸,是一种理想的填充材料,所以将碳纳米管与聚合物复合制备高性能复合材料的研究引起了人们越来越广泛的关注,成为当前材料科学的研究热点。碳纳米管已经被广泛应用于聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、环氧树脂、聚乙烯醇等聚合物的增强研究中。由于碳纳米管的加入,在PAN纤维的碳化过程中不会引入非碳杂质,所以用碳纳米管增强PAN纤维的研究工作,引起了国内外大批研究人员的兴趣。从目前的研发现状来看,虽然碳纳米管在制备高强、质轻的复合材料方面具有潜在的应用前景,但是要把碳纳米管真正应用于工业领域尚存在诸多难题,其中比较突出的问题就是碳纳米管的成本问题。多壁碳纳米管（MWCNTs）的价格在每公斤几千元,单壁碳纳米管（SWCNTs）的价格更是高达每公斤数万元。所以,在实际研发过程中,降低碳纳米管的使用量、提高碳纳米管的增强效率是急需解决的问题。本论文主要研究用DMSO/C2H5OH凝固体系制备MWCNTs增强的PAN基碳纤维原丝。首先从PAN纤维的凝固成形的相分离机理入手,研究了凝固浴中非溶剂的种类（水和乙醇）对PAN纤维成形机理及其微结构的影响差异;然后研究了PAN/DMSO体系的热致变溶胶凝胶化转变过程,为实现常规分子量PAN的冻胶纺丝奠定基础理论;接着对PAN/DMSO纺丝原液以及PAN/DMSO/MWCNTs复合纺丝原液的流变学行为进行了表征,为实现PAN/MWCNTs纤维的顺利纺丝探索条件;最后采用新工艺制备了PAN/MWCNTs复合纤维,对其性能进行了表征,并将复合纤维预氧化、碳化处理,制备得到了力学性能明显提高的PAN基碳纤维。主要得到以下结果:1.采用浊点滴定和理论计算的方法绘制了 PAN/DMSO/H20和PAN/DMSO/C2H5OH的三元相图,发现PAN/DMSO/C2H5OH体系的三元相图中均相区和亚稳分相区明显大于pAN/DMSO/H2O体系的相应区域。采用动态成分分析法测定了凝固过程中原液细流的三元组成,发现在设定的纺丝工艺条件下,对于pAN/DMSO/H2O体系来说,三元组成很快穿越了亚稳区,较长时间停留在非稳区,而PAN/DMSO/C2H5OH体系的成纤过程都是在亚稳区完成的。分别以DMSO/H2O和DMSO/C2H5OH为凝固剂,进行干湿法纺丝制备了 PAN纤维,发现在设定的纺丝条件下:以DMSO/H2O为凝固浴制备的纤维截面椭圆形,生成致密皮层、疏松多孔芯层的较为明显的皮芯结构;而以DMSO/C2H5OH为凝固浴制备的纤维是圆形截面且结构致密,无明显的皮芯结构。2.采用动态流变方法测定了PAN/DMSO溶液的热致变溶胶-凝胶化转变的临界凝胶化温度和临界凝胶化时间,研究结果表明,提高PAN的浓度、增加非溶剂水的含量以及降低熟化的温度,可以提高PAN/DMSO溶液的溶胶-凝胶化转变的临界温度,缩短发生凝胶化的时间。采用落球粘度法测定了PAN/DMSO溶液的溶胶-凝胶化转变的临界凝胶化温度,与流变方法获得的结果接近。研究了PAN/DMSO溶胶-凝胶化转变过程中折光指数的变化规律,发现折光指数几乎不随凝胶化转变而发生变化。采用DSC分析了PAN/DMSO溶胶-凝胶化转变过程中的热行为,发现不同的预处理方式得到的PAN/DMSO凝胶的升温过程中,都会在40～50℃和60～70℃阶段处出现比较明显的吸热峰,说明PAN/DMSO凝胶的物理交联点是两种有序度不同的分子聚集区组成的。3.MWCNTs经浓硫酸、浓硝酸的混酸处理后,在表面引入羧基和羟基等极性基团,使之能较好的分散于PAN/DMSO溶液中,并采用溶液共混的方法制备了PAN/DMSO/MWCNTs复合纺丝原液,对比研究了PAN/DMSO纺丝原液和PAN/DMSO/MWCNTs纺丝原液的流变学行为,发现添加MWCNTs对PAN/DMSO纺丝原液的流变学行为有所影响,表现为表观粘度、复数粘度和复数模量的提高。采用Giesekus模型拟合PAN/DMSO/MWCNTs纺丝原液的表观粘度后发现,加入MWCNTs后,PAN分子链的特征松弛时间（τR）有一定幅度的增加,而这种增加在低温（如25℃）时表现得更为明显。另外,添加MWCNTs后,储能模量的角频率依赖性降低,根据Winter判据可以确定MWCNTs与PAN聚合体之间形成的氢键作用使得MWCNTs起到了"促凝剂"的作用。4.以DMSO/C2H5OH为凝固浴,辅以空气浴拉伸,通过干湿法纺丝方法制备得到了力学性能优异的PAN/MWCNTs复合纤维。研究了PAN/MWCNTs复合纤维的截面形态、结晶性能、热性能和拉伸后纤维的力学性能等,发现添加少量的MWCNTs以后,复合纤维的力学强度明显增加。MWCNTs对PAN分子链通过氢键作用而产生束缚作用,在纤维成形过程中的拉伸作用下,易于取向的碳纳米管带着PAN分子一起发生择优取向,使得聚合物基体中分子结构趋向紧凑,有利于PAN分子的紧密堆积,形成更为完整的晶体结构。激光显微拉曼光谱仪测定PAN/MWCNTs复合纤维中MWCNTs取向的结果表明,当采用了空气拉伸方法后,纤维可被拉伸总倍数增加,使得复合纤维中MWCNTs的取向度显着提高,从而提高了MWCNTs的增强效率。5.采用红外、XRD、元素分析仪等仪器跟踪了PAN/MWCNTs复合纤维的预氧化过程,发现MWCNTs的加入可以提高预氧化纤维的相对环化度和芳构化指数,但是对预氧化纤维中氧元素的含量影响不大。接着将预氧化纤维低温碳化和高温碳化后制备得到了PAN/MWCNTs基碳纤维,并表征了碳纤维的截面形貌、力学性能和结晶性能,发现加入MWCNTs以后,碳纤维的石墨结构更加完整,从而使碳纤维的力学性能增加。
马辉[8]（2011）在《花园口经济区200吨碳纤维生产线工程研究》文中认为碳纤维是指有机母体纤维如人造粘胶、聚丙烯腈以及沥青等在惰性气体中,在1000℃—3000℃的高温环境下,经过碳化和石墨化分解处理后所形成的化学组成中碳元素质量分数高于90%,具有乱层石墨结构的高性能纤维增强材料。它本身具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变、抗疲劳、导热、导电和远红外辐射许多优良特性。而碳纤维复合的工程材料,更是表现出了某些材料无法比拟的优越性能。因此,它在石油化工、医疗机械、纺织机械、文体用品、航天航空等高科技领域得到了广泛应用。以日本、美国、德国为代表的发达国家极少数公司掌控着碳纤维产业的核心关键技术,并严格保密,牢牢把握着主导权。因此,它们在世界碳纤维年产量中拥有大部分的份额。中国从20世纪60年代就开始了碳纤维的研究制造工作。虽然独立自主地取得了一些成就,然而在产品质量与产量方面,与发达国家的差距还是很明显。特别是随着碳纤维在军事、航空航天等高端领域作用的扩大,中国更是面临着技术升级换代、强化体制管理与鼓励创新的严峻局面。在中央文件《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中,碳纤维产业作为重要内容被强调。全国掀起碳纤维发展高潮。花园口经济区作为辽宁省沿海经济带“五点一线”的重要节点、东北老工业基地的先导区、资源节约与生态友好的示范新城,在2008年9月被确定为国家级新材料基地。一批科技含量高、发展潜力巨大的企业项目正式落地。资源共享、畅通信息交流、激励技术革新的产业集群效果正在显现。本文采用实证分析与规范研究、定性与定量相结合的方法。在对花园口区位特点和产业分析基础上,着眼于经济区以外的大连其他地区以及辽宁省更广阔的视野,综合产业集群理论,借鉴已有方法和成果,力图通过模型调整与修正,准确把握碳纤维生产线产品的市场范围与前景,从而为产业合理化规划提供参考。
赵传奇[9]（2010）在《碳纤维用高分子量聚丙烯腈纺丝溶液的研究》文中研究表明纺丝溶液的制备是聚丙烯腈基碳纤维生产中的一个重要环节。高聚物溶解的好坏,不仅影响纺丝溶液的稳定性和加工性能,还间接地影响成品纤维的质量。因此制备均匀的高分子量聚合物溶液有非常重要的意义。本文选用硫氰化钠（NaSCN）水溶液作为溶剂,从溶胀、溶解的角度对高分子量聚丙烯腈（HMWPAN）纺丝溶液的制备做了相关研究。首先,本文在实验室前人研究的基础上,采取延长反应时间和补加反应单体的方法对混合溶剂沉淀法进行改进,合成出高分子量聚丙烯腈。另外,探讨了溶解条件对高分子稀溶液特性粘度的影响及HMWPAN稀溶液中ηsp/c对c的线性偏离,并对粘度法测分子量的具体条件做了修正。针对HMWPAN/NaSCN水溶液体系,本文通过溶胀值的测定,首先运用正交分析方法讨论了影响溶胀过程的关键因素,实验结果表明NaSCN水溶液浓度对HMWPAN的溶胀影响最为显着,而溶胀时间对溶胀的影响非常小,还表明溶胀温度和固含量对HMWPAN的溶胀有一定影响;同时还发现聚合物颗粒中所含的微量的水及聚合物颗粒尺寸均对HMWPAN的溶胀有明显的影响。另外,运用光学显微镜观察聚合物颗粒在溶胀过程的结构变化情况。最后运用旋转粘度计测定HMWPAN溶胀、溶解过程中粘度的变化确定了溶胀温度,并综合实验结果确定了HMWPAN溶胀工艺。本文应用溶解DSC的方法确定了HMWPAN的溶解温度。同时,对多种溶解方案进行讨论,并最终确定高分子量聚丙烯腈的溶解工艺。最后,运用实验室自组装的可纺性设备讨论纺丝溶液温度、固含量及牵引速度对纺丝溶液可纺性的影响。
徐世海[10]（2010）在《碳材料催化石墨化研究》文中指出碳材料具有高比强度、高比模量、耐热、耐化学腐蚀、耐摩擦、低电阻率、导热、抗辐射、减震、降噪等一系列优异的力学、热物理学以及电学性能,因而被广泛应用于航空航天、国防军事等尖端领域以及体育休闲用品、医疗器械、机械以及交通等民用行业。石墨化度是决定各类碳材料性能好坏最重要的指标之一。然而,碳材料的石墨化通常需要在很高的温度下才能使无定型的碳结构转变成高度有序的石墨层状结构；为了降低能耗,促进难石墨化的碳石墨化,通常在碳材料中添加某些无机或者有机催化剂以实现碳材料在较低的温度下获得较高石墨化度,即所谓的催化石墨化。本论文主要研究了一些新型催化剂及催化剂负载方法对酚醛树脂碳和聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的催化石墨化,具体内容如下：（1）Mo-B催化PAN基碳纤维石墨化：采用溶胶-凝胶法在PAN基碳纤维表面修饰一层均匀的Mo-B催化剂涂层；该法可以替代常规的化学镀／电镀法负载催化剂的方式,操作简单、涂层均一、成份可控,催化效果好；研究了Mo、B、Mo-B催化剂对PAN基碳纤维石墨化度的影响。采用X射线衍射法、激光拉曼光谱法、扫描电镜以及高分辨投射电镜对2400℃高温石墨化后的碳纤维的结构变化进行表征。结果表明,Mo-B催化体系的催化石墨化效果比单独的Mo和B催化效果好,说明Mo-B溶胶催化体系对PAN基碳纤维石墨化具有很好的促进作用,当在碳纤维上修饰9.31wt.%Mo-4.64wt.％B并经2400℃高温热处理后其d002降低到0.3358 nm,Lc增高到28 nm。（2）外加磁场下酚醛树脂的Fe-Ni催化石墨化研究：碳材料的机电性能不仅仅取决于其石墨化程度,同时还取决于形成石墨的晶体结构和石墨层的取向。通过在酚醛树脂中掺杂适量的铁磁性催化剂Fe和Ni,然后在磁场的作用下进行碳化和石墨化热处理。结果表明,在Fe-Ni存在时,外加磁场（45 mT）不但可以更进一步的提高酚醛树脂的石墨化程度而且对新生成的石墨层的取向具有很好的导向作用；当催化剂含量为5wt.％Fe-5wt.％Ni时,外加磁场作用以及1200℃热处理温度下,酚醛树脂碳的d002降低到0.3355nm,002峰的半峰宽为0.103°,表现出了很好的石墨化程度；然而,在无磁场作用下其d002为0.3358 nm,半峰宽为0.305°,这说明铁磁性金属催化剂Fe和Ni对酚醛树脂具有很好的催化石墨化作用,同时在此基础上外加磁场可以更进一步的提高其石墨化程度,两者展示了很好的协同催化石墨化效果。（3）外加磁场下C/C复合材料的Fe-Ni催化石墨化及性能研究：由（2）可知,在Fe-Ni存在下,外加磁场不但可以提高酚醛树脂碳的石墨化度而且对新生成的石墨层也具有很好的导向作用。本文以短切PAN基碳纤维为增强体,酚醛树脂为基体碳源,采用液相浸渍的方法制备C/C复合材料。主要研究了外加磁场对C/C复合材料的Fe-Ni催化石墨化、电性能和力学性能影响。结果表明,磁场作用下对含有铁磁性催化剂Fe-Ni的C/C复合材料的石墨化具有较好的改善作用；C/C复合材料的石墨化度越高其电阻率越低,并且电阻率在不同的磁场方向上呈现出了显着的差异性,平行于磁场方向上比垂直方向上的电阻率更低；另外,随着复合材料石墨化度的提高其抗压强度发生显着的降低。
二、我国碳纤维工业驶入发展的快车道（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我国碳纤维工业驶入发展的快车道（论文提纲范文）
（1）国产碳纤维表面结构与复合材料性能转化率关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 碳纤维概述 |
| 1.2 PAN基碳纤维的制备工艺 |
| 1.2.1 PAN原丝的制备工艺 |
| 1.2.2 PAN基碳纤维的氧化碳化工艺 |
| 1.2.3 PAN基碳纤维的表面优化工艺 |
| 1.3 碳纤维表面结构 |
| 1.3.1 碳纤维表面物理结构 |
| 1.3.2 碳纤维表面化学结构 |
| 1.4 碳纤维复合材料界面概述 |
| 1.4.1 碳纤维复合材料界面理论 |
| 1.4.1.1 浸润扩散理论 |
| 1.4.1.2 机械锚定理论 |
| 1.4.1.3 化学键理论 |
| 1.4.2 碳纤维复合材料界面性能评价方式 |
| 1.4.2.1 界面性能宏观评价 |
| 1.4.2.2 界面性能微观评价 |
| 1.4.2.3 界面性能原位评价 |
| 1.5 本课题研究的意义和主要研究内容 |
| 1.5.1 国产碳纤维树脂基复合材料主要制备方式 |
| 1.5.2 本课题研究的目的和意义 |
| 1.5.3 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料及样品制备 |
| 2.1.1 碳纤维制备原辅材料 |
| 2.1.2 碳纤维样品制备 |
| 2.2 实验表征方法 |
| 2.2.1 碳纤维形貌结构测试 |
| 2.2.2 碳纤维表面化学结构测试 |
| 2.2.3 碳纤维表面碳结构测试 |
| 2.2.4 碳纤维接触角测试 |
| 2.2.5 碳纤维束丝性能测试 |
| 2.2.5.1 碳纤维复丝拉伸试验 |
| 2.2.5.2 碳纤维起毛量测试 |
| 2.2.6 复合材料力学性能测试 |
| 2.2.6.1 碳纤维预浸料层压板测试 |
| 2.2.6.2 碳纤维缠绕NOL环测试 |
| 第三章 结果与讨论 |
| 3.1 表面处理的碳纤维束丝性能研究 |
| 3.1.1 碳纤维力学性能分析 |
| 3.1.2 碳纤维束起毛量分析 |
| 3.1.3 碳纤维束微观准直性分析 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 表面处理的碳纤维表面结构研究 |
| 3.2.1 碳纤维表面物理结构分析 |
| 3.2.2 碳纤维表面碳结构分析 |
| 3.2.3 碳纤维表面化学结构分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 碳纤维表面结构综合评价指标-表面能研究 |
| 3.3.1 碳纤维单纤维表面自由能分析 |
| 3.3.2 碳纤维束与树脂接触角分析 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 碳纤维表面自由能对复合材料性能影响 |
| 3.4.1 碳纤维表面自由能对预浸料复合材料性能影响 |
| 3.4.1.1 碳纤维表面自由能对复合材料层间剪切强度的影响 |
| 3.4.1.2 碳纤维表面自由能对复合材料0°拉伸强度的影响 |
| 3.4.2 碳纤维表面自由能对碳纤维缠绕复合材料性能影响 |
| 3.4.2.1 碳纤维表面自由能对NOL层间剪切强度的影响 |
| 3.4.2.2 碳纤维表面自由能对NOL拉伸强度的影响 |
| 3.4.3 小结 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
| 附件 |
（2）航空机载机箱的轻量化分析及成型设备的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 碳纤维增强塑料的研究 |
| 1.2.2 碳纤维增强塑在料航空航天的应用 |
| 1.3 本课题研究方法和内容 |
| 第二章 航空机箱的轻量化研究 |
| 2.1 航空机箱的有限元模型 |
| 2.1.1 UG模型的简化 |
| 2.1.2 添加模型的材料属性 |
| 2.1.3 模型网格划分 |
| 2.1.4 加载与约束 |
| 2.1.5 求解及后处理 |
| 2.2 铝合金机箱的有限元分析 |
| 2.3 碳纤维增强塑料机箱的有限元分析 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 航空机箱的轻量化 |
| 2.4.2 箱体的壁厚设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 碳纤维增强塑料航空机箱成型设备的研究 |
| 3.1 成型设备的设计方案 |
| 3.2 内模结构设计 |
| 3.2.1 内模空间划分 |
| 3.2.2 组合式内模结构及驱动装置的设计 |
| 3.2.3 组合式内模抽芯和复位过程 |
| 3.3 外模结构设计 |
| 3.3.1 外模的设计方案 |
| 3.3.2 组合式外模结构及驱动装置的设计 |
| 3.3.3 外模及驱动装置的运动过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 成型设备的力学性能分析及运动仿真 |
| 4.1 成型设备的有限元分析 |
| 4.1.1 前处理 |
| 4.1.2 加载并求解 |
| 4.1.3 后处理 |
| 4.2 成型设备的运动仿真 |
| 4.2.1 连杆及其属性 |
| 4.2.2 机构中的运动副 |
| 4.2.3 定义解算方案并求解 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要研究结论 |
| 5.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（3）空间限位微纳米强制组装法制备热塑性导电复合材料（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和研究意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.2 聚合物基导电复合材料的概述 |
| 1.2.1 导电机理的研究 |
| 1.2.2 导电复合材料的分类 |
| 1.2.3 导电复合材料的基体与填料 |
| 1.2.4 导电复合材料制备方法 |
| 1.3 论文主要研究目的和研究内容 |
| 1.3.1 论文主要研究目的 |
| 1.3.2 论文主要研究内容 |
| 第二章 空间限位强制组装法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 空间限位强制组装法原理 |
| 2.2.1 空间限位强制组装法技术 |
| 2.2.2 空间限位强制组装与节点锚固技术 |
| 2.3 空间限位强制组装法装置 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 SCFNA法制备PP/SCF导电复合材料及性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料与试剂 |
| 3.2.2 实验设备与仪器 |
| 3.2.3 PP/SCF复合材料制备步骤 |
| 3.2.4 测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 复合材料形态演化 |
| 3.3.2 填料浓度对导电性能的影响 |
| 3.3.3 强制组装程度对导电性能的影响 |
| 3.3.4 筛网对复合材料性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 SCFNA法制备PP/FG导电复合材料及性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料与试剂 |
| 4.2.2 实验设备与仪器 |
| 4.2.3 PP/FG复合材料制备步骤 |
| 4.2.4 测试与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 复合材料形态演化 |
| 4.3.2 填料浓度对导电性能的影响 |
| 4.3.3 强制组装程度对导电性能的影响 |
| 4.3.4 填料对复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 SCFNA法制备二元填料导电复合材料及性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料与试剂 |
| 5.2.2 实验设备与仪器 |
| 5.2.3 二元填料复合材料制备步骤 |
| 5.2.4 测试与表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 复合材料形态演化 |
| 5.3.2 填料浓度对导电性能的影响 |
| 5.3.3 强制组装程度对导电性能的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（4）通用级聚丙烯腈基碳纤维用原丝性能升级的考察（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 PAN 基碳纤维的研究现状 |
| 1.1.1. 国外 PAN 基碳纤维研究现状 |
| 1.1.2. 国内 PAN 基碳纤维研究现状 |
| 1.2 原丝的生产过程 |
| 1.2.1. 纺丝液制备 |
| 1.2.2 喷丝 |
| 1.2.3 凝固成型 |
| 1.2.4 沸水牵伸 |
| 1.2.5. 水洗 |
| 1.2.6 上油 |
| 1.2.7 干燥致密化 |
| 1.2.8 蒸汽牵伸 |
| 1.3. 我国 PAN 基碳纤维的发展前景 |
| 1.4. 本论文所研究的内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1. 实验原料和仪器设备 |
| 2.2. 原丝性能测试和表征方法 |
| 2.2.1. 原丝强度的测定 |
| 2.2.2. 原丝表面和断面形貌的观测 |
| 2.2.3. 原丝晶粒尺寸与结晶度的测定 |
| 第三章 沸水牵伸对原丝性能升级的考察 |
| 3.1. 沸水牵伸实验 |
| 3.1.1. 沸水牵伸设备 |
| 3.1.2. 工艺参数设定 |
| 3.2. 沸水牵伸对原丝强度及结晶度的影响 |
| 3.2.1. 拉伸比的影响 |
| 3.2.2. 停留时间的影响 |
| 3.3. 沸水牵伸对原丝形貌的影响 |
| 3.3.1. 对原丝表面的影响 |
| 3.3.2. 对原丝截面的影响 |
| 3.4. 小结 |
| 第四章 干燥致密化对 PAN 原丝性能升级的考察 |
| 4.1. 干燥致密化实验 |
| 4.1.1. 干燥致密化设备 |
| 4.1.2. 工艺参数设定 |
| 4.2. 干燥致密化对原丝力学性能的影响 |
| 4.2.1. 以水洗时间、干燥致密化时间和温度为三因素的正交实验 |
| 4.2.2. 水洗对原丝强度的影响 |
| 4.2.3. 干燥致密化时间的影响 |
| 4.2.4. 干燥致密化温度的影响 |
| 4.3. 小结 |
| 第五章 蒸汽牵伸对原丝性能升级的考察 |
| 5.1. 蒸汽牵伸实验 |
| 5.1.1. 蒸汽牵伸设备 |
| 5.1.2. 工艺参数设定 |
| 5.2. 蒸汽牵伸对原丝强度的影响 |
| 5.2.1. 拉伸比的影响 |
| 5.2.2. 拉伸温度的影响 |
| 5.2.3. 拉伸介质的影响 |
| 5.3. 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者和导师简介 |
（5）奇峰公司碳纤维产业发展动态分析与对策研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景及意义 |
| 1.1.1 碳纤维是关系国防安全的战略物资 |
| 1.1.2 美、日等发达国家极为重视碳纤维产业的发展 |
| 1.1.3 美、日等国家限制对我国出口碳纤维 |
| 1.1.4 我国碳纤维产业化进展缓慢，亟待加快发展 |
| 1.2 论文研究目的 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 1.4 论文研究的主要方法 |
| 第2章 国内外碳纤维工业的发展状况与趋势分析 |
| 2.1 平均规模和生产能力 |
| 2.1.1 国际市场供需分析及预测 |
| 2.1.2 国内市场供需分析及预测 |
| 2.2 奇峰公司成为国内最大碳纤维生产基地 |
| 2.2.1 聚丙烯腈基碳纤维原丝研发平台建设规划 |
| 2.2.2 市场竞争情况及我公司的优势 |
| 2.2.3 国内外主要产品、技术对比情况 |
| 2.2.4 下一步工作计划（产业发展规划） |
| 2.2.5 碳纤维行业国际发展动态 |
| 2.3 差别化碳纤维的现状 |
| 2.3.1 纳米碳纤维 |
| 2.4 世界碳纤维市场分析 |
| 2.4.1 碳纤维的用途 |
| 2.4.2 世界世界碳纤维生产概况 |
| 2.4.3 国内碳纤维生产与市场需求预测 |
| 2.5 奇峰化纤公司碳纤维市场分析与预测 |
| 2.5.1 碳纤维市场分析 |
| 2.5.2 碳纤维研发与国家高技术产业化专项总体思路、原则等相关联情况 |
| 2.5.3 不同品种及级别碳纤维性能及国内生产单位 |
| 第3章 吉林奇峰公司碳纤维产业存在的问题分析 |
| 3.1 碳纤维产品质量问题分析 |
| 3.2 碳纤维工业效率分析 |
| 3.3 入世对我国碳纤维行业的影响 |
| 3.3.1 非关税措施将逐步降低直至取消 |
| 3.3.2 关税将逐步降低 |
| 3.3.3 纺织业的发展将扩大碳纤维的需求 |
| 3.4 替代产品对我国碳纤维工业的影响 |
| 第4章 奇峰公司发展碳纤维产业的对策与措施 |
| 4.1 奇峰公司碳纤维产业发展的对策 |
| 4.1.1 积极推进技术创新 |
| 4.1.2 提高市场竞争力 |
| 4.1.3 管理创新对策 |
| 4.1.4 企业文化建设 |
| 4.2 奇峰公司碳纤维工业发展的措施 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）高分子量聚炳烯腈基碳纤原丝纺丝成型工艺的研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 国内外碳纤维的发展现状 |
| 1.2 碳纤维原丝制备工艺简介 |
| 1.3 原丝的生产过程 |
| 1.3.1. 纺丝液的制备 |
| 1.3.2. 脱单体、脱泡 |
| 1.3.3. 喷丝 |
| 1.3.4. 凝固成型过程 |
| 1.3.5. 热水牵伸 |
| 1.3.6. 水洗 |
| 1.3.7. 上油 |
| 1.3.8. 干燥致密化 |
| 1.3.9. 高温高压水蒸汽牵伸 |
| 1.3.10. 热定型 |
| 第二章 实验材料实验方法 |
| 2.1. 试剂及仪器 |
| 2.2. PAN的合成 |
| 2.2.1. PAN的合成方法 |
| 2.3. 纺丝 |
| 2.3.1. 纺丝液的制备 |
| 2.3.2. 湿法纺丝及凝固浴 |
| 2.3.3. 热水牵伸及水洗 |
| 2.4. 测试方法及表征 |
| 2.4.1. 转化率的测定 |
| 2.4.2. 分子量的测定 |
| 2.4.3. 纤维直径测试 |
| 2.4.4. 密度梯度管 |
| 2.4.5. X射线衍射 |
| 2.4.6. 扫描电镜(SEM) |
| 2.4.7. 原丝力学性能测试 |
| 2.4.8. 沸水收缩率及纤维体密度测定 |
| 2.4.9. 扫描电子显微镜 |
| 第三章 高分子量PAN湿法纺丝凝固工艺对初生纤维表面形貌的影 |
| 3.1. 高分子量PAN基碳纤维原丝在湿法纺丝中的凝固成型 |
| 3.2. 初步对凝固浴参数进行正交实验 |
| 3.2.1. 三种因素进行正交试验 |
| 3.2.2. 凝固浴浓度对PAN初生纤维横截面形貌的影响 |
| 3.2.3. 凝固浴表观负牵伸对初生纤维横截面形貌的影响 |
| 3.2.4. 凝固浴温度对初生纤维横截面形貌的影响 |
| 3.2.5. 不同凝固浴的条件对纤维综合性能的影响 |
| 3.3. 凝固浴参数进一步正交试验 |
| 3.3.1. 凝固浴浓度对初生纤维形貌的影响 |
| 3.3.2. 凝固浴中负牵伸对初生纤维形貌的影响 |
| 3.3.3. 凝固浴温度对初生纤维横截面形貌的影响 |
| 3.3.4. 凝固浴的条件对初生纤维密度的影响 |
| 3.3.5. 不同凝固浴的条件对初生纤维综合性能的影响 |
| 第四章 高分子量PAN湿法纺丝凝固工艺对初生纤维晶体结构影 |
| 4.1. 初生纤维的晶体结构和分子取向分析 |
| 4.1.1. 凝固浴的负牵伸比对初生纤维结晶度的影响 |
| 4.1.2. 凝固浴浓度对初生纤维结晶度的影响 |
| 4.1.3. 凝固浴温度对初生纤维结晶度的影响 |
| 4.2. 初生纤维缺陷的研究 |
| 第五章 高分子量聚丙烯腈原丝的制备的工艺研究 |
| 5.1. 牵伸工艺对纤维结构与性能影响的研究 |
| 5.1.1. 初生纤维的牵伸阶段对原丝性能的影响 |
| 5.1.2. 多级凝固浴牵伸 |
| 5.2 热水牵伸 |
| 5.3. 高温高压蒸汽牵伸 |
| 5.4. 干燥致密化工艺对纤维结构与性能影响 |
| 5.4.1. 干燥致密化的作用机理 |
| 5.4.2 干燥致密化温度对纤维结构与性能的影响 |
| 5.4.3 干燥致密化时间对纤维结构与性能的影响 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（7）基于DMSO/C2H5OH凝固体系的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维的制备、表征及性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外PAN基碳纤维的发展概况 |
| 1.1.1 国外PAN基碳纤维的发展概况 |
| 1.1.2 国内PAN基碳纤维的发展概况 |
| 1.2 制备PAN原丝的常见方法 |
| 1.2.1 湿法纺丝 |
| 1.2.2 干湿法纺丝 |
| 1.3 PAN原丝研究的新进展 |
| 1.3.1 相分离机理 |
| 1.3.2 新的纺丝技术 |
| 1.3.2.1 增塑熔融纺丝 |
| 1.3.2.2 冻胶纺丝 |
| 1.3.3 碳纳米管(CNTs)增强 |
| 1.4 PAN纤维的预氧化和碳化 |
| 1.5 课题的选择及解决的问题 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 凝固浴中非溶剂种类对PAN纤维微结构的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 浊点滴定 |
| 2.2.3 纺丝原液的制备 |
| 2.2.4 PAN纤维的制备 |
| 2.2.5 凝固时间的控制 |
| 2.2.6 表征与测试 |
| 2.2.6.1 初生纤维组分的测定 |
| 2.2.6.2 纤维密度的测定 |
| 2.2.6.3 纤维形貌的观察 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 浊点理论 |
| 2.3.2 浊点曲线的确定 |
| 2.3.3 初生纤维的组成 |
| 2.3.4 聚合物/溶剂/非溶剂三元相图 |
| 2.3.4.1 聚合物/溶剂/非溶剂三元共混体系的热力学理论 |
| 2.3.4.2 聚合物/溶剂/非溶剂三元理论相图的计算 |
| 2.3.5 热力学参数的确定 |
| 2.3.5.1 DMSO/H_2O和DMSO/C_2H_5OH的相互作用参数(g_(12)) |
| 2.3.5.2 PAN/DMSO的相互作用参数(g_(23)) |
| 2.3.5.3 PAN/H_2O和PAN/C_2H_5OH的相互作用参数(g_(13)) |
| 2.3.6 PAN/DMSO/H_2O和PAN/DMSO/C_2H_5OH体系的三元相图分析 |
| 2.3.7 相图分析的实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 PAN/DMSO溶液的热致变溶胶-凝胶化转变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 原料 |
| 3.2.2 PAN纺丝原液的配制 |
| 3.2.3 PAN凝胶薄膜的制备 |
| 3.2.4 测试与表征 |
| 3.2.4.1 流变测试 |
| 3.2.4.2 落球粘度法 |
| 3.2.4.3 折光指数的测定 |
| 3.2.4.4 热分析测试 |
| 3.2.4.5 X射线衍射分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 流变法研究PAN/DMSO溶液的凝胶化过程 |
| 3.3.1.1 凝胶点的确定 |
| 3.3.1.2 含水量对PAN/DMSO溶胶-凝胶转变的影响 |
| 3.3.1.3 熟化温度对PAN/DMSO溶胶-凝胶转变的影响 |
| 3.3.2 落球粘度法测定PAN/DMSO溶胶-凝胶化转变温度 |
| 3.3.3 PAN/DMSO溶胶-凝胶化转变过程的光学性质变化 |
| 3.3.4 PAN/DMSO溶胶-凝胶化转变的机理 |
| 3.3.5 冻胶纺丝的可行性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 PAN/DMSO/MWCNTS复合纺丝原液的流变学性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料 |
| 4.2.2 MWCNTs的混酸处理 |
| 4.2.3 PAN/DMSO/MWCNTs纺丝原液的制备 |
| 4.2.4 表征与测试 |
| 4.2.4.1 红外光谱测试 |
| 4.2.4.2 透射电子显微镜观察 |
| 4.2.4.3 流变性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 MWCNTs的预处理 |
| 4.3.2 PAN/DMSO/MWCNTs复合纺丝原液的流变学性质 |
| 4.3.2.1 PAN/DMSO二元体系的稳态流变学性质 |
| 4.3.2.2 PAN/DMSO二元体系的动态流变学性质 |
| 4.3.2.3 MWCNTs对PAN/DMSO体系的稳态流变学性质的影响 |
| 4.3.2.4 MWCNTs对PAN/DMSO体系的动态流变学性质的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 PAN/MWCNTS复合纤维的制备及性能表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 原料 |
| 5.2.2 PAN/MWCNTs复合纺丝原液的制备 |
| 5.2.3 PAN/MWCNTs复合纤维的纺制 |
| 5.2.4 表征与测试 |
| 5.2.4.1 扫描电子显微镜观察 |
| 5.2.4.2 红外光谱测试 |
| 5.2.4.3 纤维纤度和强度的测定 |
| 5.2.4.4 动态力学性能测试 |
| 5.2.4.5 广角X-光衍射测试 |
| 5.2.4.6 拉曼光谱测试 |
| 5.2.4.7 热失重(TG)测试 |
| 5.2.4.8 差示扫描量热(DSC)测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 PAN/MWCNTs复合纤维形态与结构 |
| 5.3.2 PAN/MWCNTs复合纤维的力学性能 |
| 5.3.2.1 PAN/MWCNTs复合纤维的静态力学性能 |
| 5.3.2.2 PAN/MWCNTs复合纤维的动态力学性能 |
| 5.3.3 PAN/MWCNTs复合纤维的结晶性能 |
| 5.3.4 PAN/MWCNTs复合纤维中MWCNTs取向的拉曼测定 |
| 5.3.5 MWCNTs对PAN限制作用的定量计算 |
| 5.3.6 PAN/MWCNTs复合纤维的热性能 |
| 5.3.6.1 PAN/MWCNTs复合纤维的热失重分析 |
| 5.3.6.2 PAN/MWCNTs复合纤维的差示量热扫描分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 PAN/MWCNTS复合纤维的预氧化和碳化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 原料 |
| 6.2.2 预氧化和碳化设备与工艺 |
| 6.2.3 测试与表征 |
| 6.2.3.1 纤维密度的测定 |
| 6.2.3.2 红外光谱测试 |
| 6.2.3.3 元素分析 |
| 6.2.3.4 广角X光衍射测试 |
| 6.2.3.5 碳纤维强度的测试 |
| 6.2.3.6 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 PAN/MWCNTs复合纤维的预氧化的过程 |
| 6.3.1.1 不同预氧化阶段纤维的颜色和密度变化 |
| 6.3.1.2 不同预氧化阶段纤维的红外表征 |
| 6.3.1.3 预氧化过程的元素含量变化 |
| 6.3.1.4 不同预氧化阶段纤维的XRD表征 |
| 6.3.2 PAN/MWCNTs基碳纤维的结构和性能 |
| 6.3.2.1 碳纤维的断面形貌 |
| 6.3.2.2 碳纤维的元素分析 |
| 6.3.2.3 碳纤维的力学性能 |
| 6.3.2.4 碳纤维的XRD分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结 |
| 博士期间发表和待发表的论文 |
| 致谢 |
（8）花园口经济区200吨碳纤维生产线工程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 目的和意义 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 可能的创新与不足 |
| 2 新材料产业及其相关经济理论 |
| 2.1 新兴产业与新材料产业 |
| 2.2 新材料产业与碳纤维产业 |
| 2.3 碳纤维生产线与碳纤维产业的发展 |
| 2.4 相关经济理论 |
| 2.4.1 产业集群理论 |
| 2.4.2 核心竞争力理论 |
| 2.4.3 木桶效应 |
| 2.4.4 后发优势理论 |
| 2.4.5 产品周期理论 |
| 2.4.6 增长极理论 |
| 3 国内外碳纤维产业的发展 |
| 3.1 世界碳纤维产业的发展 |
| 3.1.1 日本 |
| 3.1.2 美国 |
| 3.1.3 其他国家和地区 |
| 3.1.4 世界碳纤维产业的发展特征 |
| 3.1.4.1 以发达国家为主，市场高度集中 |
| 3.1.4.2 发达国家与发展中国家存在技术鸿沟 |
| 3.1.4.3 发达国家增速放缓，亚洲地区快速增长 |
| 3.1.5 世界碳纤维产业的发展趋势 |
| 3.1.5.1 产品性能趋向于高性能化 |
| 3.1.5.2 应用领域军退民进，呈现多元化格局 |
| 3.1.5.3 需求呈现总体旺盛态势 |
| 3.2 中国碳纤维产业的发展 |
| 3.2.1 碳纤维行业发展历程 |
| 3.2.2 碳纤维产品主要应用领域 |
| 3.2.3 主要碳纤维生产企业基本情况 |
| 3.2.4 中国碳纤维产业的发展趋势 |
| 4 花园口经济区发展基本态势 |
| 4.1 花园口经济区概况 |
| 4.1.1 自然条件 |
| 4.1.2 产业环境 |
| 4.1.3 交通条件 |
| 4.1.4 基础设施 |
| 4.2 花园口经济区建立意义 |
| 4.2.1 带动大连经济，推进城市化进程 |
| 4.2.2 辽宁沿海经济带“五点一线”重要结点 |
| 4.2.3 国家级新材料产业基地 |
| 5 花园口经济区200 吨碳纤维生产线建设及其效益分析 |
| 5.1 花园口经济区碳纤维产业发展现状 |
| 5.2 花园口经济区发展碳纤维产业的优势 |
| 5.2.1 区位 |
| 5.2.2 发展基础 |
| 5.2.3 政策 |
| 5.3 花园口经济区200 吨碳纤维生产线工程 |
| 5.3.1 原材料 |
| 5.3.2 用地、厂房、资金与布局 |
| 5.3.3 物流系统 |
| 5.4 花园口经济区200 吨碳纤维生产线效益分析 |
| 5.4.1 销售半径 |
| 5.4.2 前景展望 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）碳纤维用高分子量聚丙烯腈纺丝溶液的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 聚丙烯腈基碳纤维简介 |
| 1.2.1 聚丙烯腈原丝的结构 |
| 1.2.2 聚丙烯腈基碳纤维产生 |
| 1.2.3 聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势 |
| 1.2.4 聚丙烯腈基碳纤维的生产工艺 |
| 1.3 高聚物溶胀和溶解的一般过程 |
| 1.3.1 影响高聚物溶胀和溶解的基本因素 |
| 1.3.2 高聚物溶解的基本途径 |
| 1.3.3 高分子量聚丙烯腈溶液的研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 实验内容及方法 |
| 2.1 实验药品和仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 合成高分子量聚丙烯腈 |
| 2.2.1 混合溶剂沉淀法制备高分子量聚丙烯腈 |
| 2.2.2 测试与表征 |
| 2.3 高分子量聚丙烯腈的溶胀 |
| 2.3.1 溶胀正交实验 |
| 2.3.2 测试与表征 |
| 2.4 高分子量聚丙烯腈的溶解 |
| 2.4.1 纺丝溶液的制备 |
| 2.4.2 测试与表征 |
| 第3章 结果与讨论 |
| 3.1 高分子量聚丙烯腈的合成 |
| 3.1.1 混和溶剂沉淀法合成高分子量聚丙烯腈 |
| 3.1.2 高分子量聚丙烯腈分子量测试条件分析 |
| 3.1.3 聚合反应条件对高分子量聚丙烯腈分子量的影响 |
| 3.1.4 结构性能表征 |
| 3.2 高分子量聚丙烯腈溶胀过程的研究 |
| 3.2.1 溶剂的选择 |
| 3.2.2 高分子量聚丙烯腈溶胀影响因素的分析 |
| 3.2.3 聚合物含水对溶胀过程的影响 |
| 3.2.4 聚合物颗粒尺寸对溶胀的影响 |
| 3.2.5 溶胀过程中聚合物颗粒外观的变化情况 |
| 3.2.6 聚合物颗粒溶胀过程中的结构变化 |
| 3.2.7 溶胀温度的确定 |
| 3.3 高分子量聚丙烯腈溶解过程的研究 |
| 3.3.1 溶解温度的确定 |
| 3.3.2 纺丝溶液的初配 |
| 3.3.3 纺丝溶液可纺性初探 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）碳材料催化石墨化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳材料的发展及研究现况 |
| 1.1.1 碳纤维的发展概况 |
| 1.1.2 石墨纤维的发展概况 |
| 1.1.3 树脂的发展概况 |
| 1.1.4 碳/碳复合材料发展概况 |
| 1.1.5 碳材料的制造方法 |
| 1.1.6 碳纤维的结构研究 |
| 1.1.7 碳材料的基本特性 |
| 1.1.8 碳材料的应用 |
| 1.2 碳材料的石墨化研究 |
| 1.2.1 碳的结构 |
| 1.2.2 碳材料的石墨化度测试及表征 |
| 1.2.3 影响石墨化度的因素 |
| 1.3 课题选择的意义和内容 |
| 第2章 Mo-B对PAN基碳纤维催化石墨化研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 样品的制备 |
| 2.2.3 样品的测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚丙烯腈基碳纤维的表面形态 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 高分辨透射电镜分析 |
| 2.3.4 拉曼光谱分析 |
| 2.3.5 催化石墨化机制研究 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 外加磁场下酚醛树脂的Fe-Ni催化石墨化研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 样品的制备 |
| 3.2.3 样品的测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 高分辨透射电镜分析 |
| 3.3.3 机理探讨 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 外加磁场下C/C复合材料的Fe-Ni催化石墨化以及性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.2.1 原料 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.2.3 样品的测试及表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同含量催化剂对C/C复合材料石墨化度的影响 |
| 4.3.2 不同条件下对复合材料电阻率的影响 |
| 4.3.3 不同条件下对复合材料抗压强度的影响 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、我国碳纤维工业驶入发展的快车道（论文参考文献）
- [1]国产碳纤维表面结构与复合材料性能转化率关系研究[D]. 崔峙. 北京化工大学, 2020(02)
- [2]航空机载机箱的轻量化分析及成型设备的研究[D]. 贾鹤. 太原理工大学, 2019(08)
- [3]空间限位微纳米强制组装法制备热塑性导电复合材料[D]. 吴丹. 北京化工大学, 2018(02)
- [4]通用级聚丙烯腈基碳纤维用原丝性能升级的考察[D]. 刘卫卫. 北京化工大学, 2012(12)
- [5]奇峰公司碳纤维产业发展动态分析与对策研究[D]. 刘明哲. 吉林大学, 2011(05)
- [6]高分子量聚炳烯腈基碳纤原丝纺丝成型工艺的研究[D]. 李宁. 北京化工大学, 2011(04)
- [7]基于DMSO/C2H5OH凝固体系的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维的制备、表征及性能[D]. 张舰. 东华大学, 2011(06)
- [8]花园口经济区200吨碳纤维生产线工程研究[D]. 马辉. 辽宁师范大学, 2011(04)
- [9]碳纤维用高分子量聚丙烯腈纺丝溶液的研究[D]. 赵传奇. 哈尔滨工业大学, 2010(03)
- [10]碳材料催化石墨化研究[D]. 徐世海. 湖南大学, 2010(04)