碳纤维联合仿真解决方案.docx
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碳纤维联合仿真解决方案
碳纤维联合仿真解决方案
篇一：
碳纤维及其加工技术
摘要
碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维等为原丝，经预氧化和碳化制得的含碳量90%以上的高强、高模、耐高温的特种纤维。
PAN基碳纤维由于其力学性能优良，应用领域广泛，是当今碳纤维中的主要产品，
碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳和抗蠕变等一系列优异性能,为了充分发挥碳纤维的性能,对其进行表面处理非常关键。
分别介绍了碳纤维的气相氧化法、电解氧化法、液相氧化法、等离子氧化法、电聚合（来自:
小龙文档网:
碳纤维联合仿真解决方案）法、气相沉积法和表面镀层等表面处理方法,并比较了不同处理方法对碳纤维表面结构和性能的影响。
碳纤维的表面处理对提高其使用性能是一个重要的保证措施,针对碳纤维不同的使用要求,应采用不同的表面处理方法。
碳纤维的这些特性也就意味着他们可以被应用于很多的领域。
主要的应用包括体育运动，例如高尔大球棒和钓鱼杆；航空应用包括飞机元件；和工业应用。
随着工业的不断进步，人们正在寻找很多具有新功能的材料，碳纤维的需求在逐渐增长，广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。
碳纤维的生产成本也在逐渐降低，加工技术趋向多元化，制造商可以按照具体的应用提供一系列的碳纤维产品。
所有的这些都支撑了以工业应用为中心的新型应。
本文将从碳纤维的概况、结构与形态、加工技术、性能、应用等方面介绍
关键词：
碳纤维、加工工艺、表面处理、材料、强度、性能、功能、工业、发展
目录
1碳纤维的概况………………………………………………………………………………1
世界碳纤维的概况……………………………………………………………………………2
我国碳纤维的概况……………………………………………………………………………3
碳纤维的优缺点……………………………………………………………………………….4
碳纤维的分类………………………………………………………………………………….4
根据原丝类型分类…………………………………………………………………………5
根据碳纤维的性能分类………………………………………………………………….5
根据碳纤维功能分类………………………………………………………………………52碳纤维的结构和形态………………………………………………………………………63碳纤维的加工………………………………………………………………………………….6
碳纤维的生产工艺…………………………………………………………………………….7
沥青制备碳纤维…………………………………………………………………………….7
以粘胶纤维为原料制造碳纤维…………………………………………………………8
以聚丙烯腈（PAN）为原料制造碳纤维…………………………………………………9
碳纤维的表面处理……………………………………………………………………………9
氧化处理………………………………………………………………………………………10
涂覆处理……………………………………………………………………………………10
射线、激光、等离子体处理……………………………………………………………11
接枝聚合表面处理………………………………………………………………………114碳纤维的性能…………………………………………………………………………………12
碳纤维的力学性能……………………………………………………………………………12
碳纤维的物理性能……………………………………………………………………………13
碳纤维的化学性能………………………………………………………………………….165碳纤维的应用………………………………………………………………………………16
土木建筑…………………………………………………………………………………………17
工业上的应用…………………………………………………………………………………17
航空、汽车复合材料的应用………………………………………………………………18
医疗卫生、体育用具…………………………………………………………………………186碳纤维的展望…………………………………………………………………………………19
碳纤维发展过程中存在的问题及解决措施………………………………………….19
碳纤维发展过程存在的问题……………………………………………………………20
我国发展碳纤维产业的应对措施………………………………………………………20
碳纤维的发展前景………………………………………………………………………….217结论………………………………………………………………………………………………23参考文献……………………………………………………………………………………………24
1碳纤维的概述
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
含碳量高于90％的无机高分子纤维（见彩图），其中含碳量高于99％的称为石墨纤维。
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，耐药品性好，纤维的密度低,X射线透过性好。
缺点是耐冲击性较差，容易损伤；在热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。
为此复合前须经表面处理，包括镀镍等。
图一碳纤维
碳纤维最早由美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产，原丝采用粘胶纤维。
1962年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯腈基碳纤维的生产。
1971年，日本东丽公司的高性能聚丙烯腈基碳纤维投产。
沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。
联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年,美国、日本及西欧的聚丙烯腈基碳纤维年生产能力共约有
，沥青基碳纤维为。
世界碳纤维发展概况
1959年日本人进藤昭男发明了用聚丙烯腈（PAN）原丝生产碳纤维的方法。
1962年，日本东丽公司开始生产，之后又积极研制用于生产碳纤维的专用优质原丝，并于1967年成功生产T300PAN--CF。
同时，英国皇家航空研究所的Watt
等人对PAN纤维生产进行技术改进。
随后英国考陶尔公司（Courtaulds）利用这项技术开始生产高强度、高模量PAN基碳纤维。
1969年，日本东丽公司研究成功特殊的单体共聚PAN基碳纤维，结合美国联合碳化物公司（UnionCarbide）的碳化技术，生产出高强度、高模量碳纤维。
此后，美国、法国、德国也都引进或开发了PAN原丝及碳纤维的生产。
原苏联开始主要研究以人造丝为原料制造碳纤维，后转向PAN基碳纤维。
另外，印度、南斯拉夫、以色列、韩国也在以PAN原丝制取碳纤维方面开展了大量的研制工作。
日本东丽公司的碳纤维研发与生产一直处于世界领先水平。
20世纪70年代末以来，国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争，促进了PAN基碳纤维工业的长足发展。
特别是进入90年代以后，由于PAN基碳纤维性能优越，应用领域日益扩展。
目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期，主要表现为：
（1）PAN基碳纤维产量急剧提高，生产规模大型化，产品价格下降；
（2）PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断改进，碳纤维性能不断提高，例如日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维，其抗拉模量为295GPa，拉伸强度达，而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GPa，抗拉强度为；（3）应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。
目前，聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90％，生产能力约为31565t／a，其中小丝束碳纤维约为23165t／a，占％，大丝束碳纤维约为8400t／a，占％。
日本有三家大公司从事碳纤维的生产、研究和开发，东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司是世界著名的碳纤维生产企业，日本东丽、东邦和三菱三家公司的高性能小丝束碳纤维生产能力合计为17500t／a，占世界高性能小丝束碳纤维总能力的％，基本控制了世界高性能小丝束碳纤维的生产。
在聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产方面，世界总生产能力为8400t／a，福塔菲尔（Fort-afil）、卓尔泰克（Zohek）、阿尔迪拉（Aldila）、爱斯奇爱尔（SGL）等四家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产。
其中福塔菲尔公司为3500t／a，占世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维总生产能力的％，居世界的首位。
美国是碳纤维生产大国，更是消费大国，世界碳纤维40％以上的市场在美
篇二：
粘碳纤维布加固方法MicrosoftWord文档
结构补强粘碳纤维布加固法
河南元邦工程技术有限公司技术部用途：
（1）碳纤维布、碳纤维板、玄武岩布、芳纶布、玻纤布与混凝土构件、金属构件的粘贴；
（2）纤维布粘贴胶涂刷于混凝土表面，能大幅度提高砼表面强度及与纤维布的粘接牢度；并用于浸渍、粘结、固定和保护纤维布。
组分：
A:
B双组分，重量配合比A：
B=4：
1
特点：
耐酸碱，低黏度、渗透、浸润、扩散性好，粘结强度高。
用量：
每粘贴1m2纤维布打底约需胶,浸渍约需（200g/m2碳布）∽胶（300g/m2碳布）。
工艺流程:
基层表面处理→粘贴面修补找平（若平整，此步骤可省去）→配置打底用胶→涂刷打底胶→卸荷（根据实际情况和设计要求，此步骤有时省去）→配置浸渍用胶和裁剪纤维布→粘贴纤维布→固化→检验→维护
1.基层表面处理
若是混凝土构件粘贴，应凿除粉饰层，油垢、污物，然后用角磨机磨去1-2mm厚表层，混凝土构件转角处应进行倒角处理，磨出（阳角）或补出（阴角）半径不小于20mm的光滑圆弧，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮拭净表面，保持干燥备用。
若是金属构件粘贴，应除油，除锈，用角磨机将金属表面打磨出现金属光泽，保持干燥备用。
所用主要器具:
角磨机、金刚石磨片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩。
2.粘贴面修补找平（若平整，此步骤可省去）
混凝土面蜂窝、麻面、凹凸部位用TLS-502混凝土修补结构胶填平，修补胶固化后（以手指触感干燥为宜，约5小时），可进行下一道工序。
3.配置打底用胶
纤维布粘贴胶为A、B两组份，配胶宜采用机械搅拌，搅拌器可由电锤和搅拌齿组成，搅拌齿可采用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。
少量也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。
（注意：
仅用腻刀拌和，不能保证搅拌均匀）。
取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按配合比混合，并用搅拌器搅拌2∽3分钟左右至A、B组份混合均匀为止。
搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。
胶应现配现用，每次配胶量不宜大于2公斤。
4.涂刷打底胶
用毛刷、滚筒或塑料刮板将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，注意不要漏刷，并避免气泡，等胶固化至手指触感干燥后，可进行下一道工序的施工。
所用主要器具:
毛刷、滚筒或塑料刮板、手套。
5.卸荷（根据实际情况和设计要求，此步骤有时省去）
以适度卸荷加固效果最佳,一般可仅卸去活荷载，如人员、办公机具等，并尽量减小施工临时荷载。
恒载卸荷可采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统，该系统施加反力大小易控制，减少应力滞后，更利于纤维布与原构件协同受力，加固效果良好。
6.配置浸渍用胶和裁剪纤维布
按比例称量准确，可用机械搅拌，少量也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。
（注意：
仅用腻刀拌和，不能保证搅拌均匀）。
每次配置量以小于2公斤为宜，现配现用。
按设计要求的尺寸用锋利剪刀裁剪纤维布，注意整齐划一，避免毛刺。
宜在平整的木板、纸板、塑料布上裁剪，以保持纤维布的洁净。
所用主要器具:
搅拌器、容器、衡器、剪刀、手套
7.粘贴纤维布
将TLS-503胶均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上，拐角部位适当多涂抹一些。
（75%的胶涂抹在纤维布的粘贴面，当粘贴后，剩余的25%的胶涂抹于纤维布外表面。
）
将涂好胶的碳纤维布，拉紧对齐后粘贴，用塑料刮板或滚筒（用去掉外边绒毛的涂料滚筒即可），沿同一方向反复滚压，直至胶液渗出。
然后在纤维布外表面也均匀涂抹胶，并反复滚压，使结构胶双向充分浸润纤维布。
若多层粘贴，待手指触感干燥，可进行下一层粘贴（重复第6步、
第7步）。
纤维布若需搭接，搭接长度不宜小于米。
所用主要器具:
滚筒、刮板、手套。
8.固化
若固化温度25℃左右，3天即可负载使用。
若固化温度5℃左右，5天可负载使用。
9.检验
检验时可用小锤轻击或手压粘贴面判断粘贴效果，总有效粘结面积不应小于95%，如出现轻微空鼓（面积小于100cm2）可采取针管注胶的方法进行补救。
若空鼓面积大于100cm2，宜将空鼓处的纤维布切除，补粘四周搭接长度大于米的纤维布块。
对重要构件也可采用载荷检测，一般采用分级加载至正常荷载的标准值，检测结果较直观、可靠，但费用较高，需要准备千斤顶或配重（常用沙袋、砖块）、百分表、裂缝显微镜。
10.维护
粘贴48小时后，可粉刷20mm厚M15水泥砂浆或喷砂保护。
注意最外层胶初凝前宜撒少量干净粗砂或豆石，以利于粉刷界面的结合。
11.注意事项
粘贴面是否按要求处理、胶配比是否准确、是否搅拌均匀、胶是否将碳布完全浸透决定了粘贴效果的好坏。
碳纤维布粘贴构造措施尚宜满足GB50367-XX《混凝土结构加
固设计规范》、GB50608-XX《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》的有关规定。
推荐的搅拌时间应予以保证，冬季施工并应再延长3分钟。
A、B胶配胶工具不得混用。
包装桶内一次用不完的胶注意重新盖严密封贮存。
施工场所平均温度低于0℃，可采用碘钨灯、电炉或水浴等增温方式对胶使用前预热至30∽50℃左右使用，应注意不得让水混入桶内。
施工场所平均温度低于-5℃，建议对粘贴部位也加温0℃以上，并维持24小时以上。
结构胶完全固化后为无毒级材料，但未固化前个别组分对皮肤、眼睛有刺激性，而且胶固化后也不易清除，所以施工人员应注意适当的劳动保护，如配备安全帽、工作服、手套等。
人体直接接触后应用清水冲洗干净。
周围环境温度越高，每次配胶量越大，可操作时间越短。
预估适用期内的每次配胶量，以避免不必要的浪费。
纤维布使用中易产生线屑、毛羽,若附着皮肤会产生刺激而瘙痒,若吸入会引起喉咙、气管、肺的伤害。
所以施工时最好着工作服、手套、口罩、护目镜等。
施工完毕用肥皂水将外漏部位清洗干净。
碳纤维有导电性，不要与电源接触。
浮游空气中的线屑、毛羽也可能造成短路和电器故障。
场所宜适当通风。
保质期：
结构胶生产之日起至少8个月（常温、干燥处原包装密封贮存）。
碳纤维布性能稳定，几乎具有无限的保质期（常温、干燥
篇三：
碳纤维项目可行性研究报告
专业编写
碳纤维项目可行性研究报告
《十三五规划》核心提示：
碳纤维项目投资环境分析，碳纤维项目背景和发展概况，碳纤维项目建设的必要性，碳纤维行业竞争格局分析，碳纤维行业财务指标分析参考，碳纤维行业市场分析与建设规模，碳纤维项目建设条件与选址方案，碳纤维项目不确定性及风险分析，碳纤维行业发展趋势分析
提供国家发改委（甲、乙、丙）级资质
中投信德——专业编写各类商务报告
【主要用途】发改委立项、政府批地、贷款融资、环评、申请国家补助资金等
【交付方式】特快专递、E-mail
【交付时间】2-3个工作日
【报告格式】Word格式、PDF格式
【报告价格】此报告为委托项目报告，具体价格根据具体的要求协商
【工程师】高建（先生）会给您满意的答复
【报告说明】
本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、批地、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前，对该项目实施的可能
性、有效性、技术方案及行业政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究报告主要内容是要求以全面、系统的分析为主要方法，经济效益为核心，围绕影响项目的各种因素，运用大量的数据资料论证拟建项目是否可行。
对整个可行性研究提出综合分析评价，指出优缺点和建议。
为了结论的需要，往往还需要加上一些附件，如试验数据、论证材料、计算图表、附图等，以增强可行性报告的说服力。
可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。
在此基础上，综合论证项目建设的必要性，财务的盈利性，经济上的合理性，技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。
投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。
审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。
具体概括为：
政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。
报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。
可行性研究报告大纲（具体可根据客户或法改委大纲进行调整）
为客户提供国家发委（甲乙丙）级资质
专业编写：
碳纤维项目建议书
碳纤维项目申请报告
碳纤维项目环评报告
碳纤维项目商业计划书
碳纤维项目资金申请报告
碳纤维项目节能评估报告
碳纤维项目规划设计咨询
碳纤维项目可行性研究报告
第一章碳纤维项目总论
第一节碳纤维项目背景
一、碳纤维项目名称
二、碳纤维项目承办单位
三、碳纤维项目主管部门
四、碳纤维项目拟建地区、地点
五、承担可行性研究工作的单位和法人代表
六、碳纤维项目可行性研究报告编制依据
七、碳纤维项目提出的理由与过程
第二节可行性研究结论
一、市场预测和项目规模
二、原材料、燃料和动力供应
三、选址
四、碳纤维项目工程技术方案
五、环境保护
六、工厂组织及劳动定员
七、碳纤维项目建设进度
八、投资估算和资金筹措
九、碳纤维项目财务和经济评论
十、碳纤维项目综合评价结论
第三节主要技术经济指标表
第四节存在问题及建议
第二章碳纤维项目投资环境分析
第一节社会宏观环境分析
第二节碳纤维项目相关政策分析
一、国家政策
二、碳纤维行业准入政策
三、碳纤维行业技术政策
第三节地方政策
第三章碳纤维项目背景和发展概况
第一节碳纤维项目提出的背景
一、国家及碳纤维行业发展规划
二、碳纤维项目发起人和发起缘由
第二节碳纤维项目发展概况
一、已进行的调查研究碳纤维项目及其成果
二、试验试制工作情况
三、厂址初勘和初步测量工作情况
四、碳纤维项目建议书的编制、提出及审批过程
第三节碳纤维项目建设的必要性
一、现状与差距
二、发展趋势
三、碳纤维项目建设的必要性
四、碳纤维项目建设的可行性
第四节投资的必要性
第四章市场预测
第一节碳纤维产品市场供应预测
一、国内外碳纤维市场供应现状
二、国内外碳纤维市场供应预测
第二节产品市场需求预测
一、国内外碳纤维市场需求现状
二、国内外碳纤维市场需求预测
第三节产品目标市场分析
一、碳纤维产品目标市场界定
二、市场占有份额分析
第四节价格现状与预测
一、碳纤维产品国内市场销售价格
二、碳纤维产品国际市场销售价格
第五节市场竞争力分析
一、主要竞争对手情况
二、产品市场竞争力优势、劣势
三、营销策略
第六节市场风险
第五章碳纤维行业竞争格局分析
第一节国内生产企业现状
一、重点企业信息
二、企业地理分布
三、企业规模经济效应
四、企业从业人数
第二节重点区域企业特点分析
一、华北区域
二、东北区域
三、西北区域
四、华东区域
五、华南区域
六、西南区域
七、华中区域
第三节企业竞争策略分析
一、产品竞争策略
二、价格竞争策略
三、渠道竞争策略
四、销售竞争策略
五、服务竞争策略
六、品牌竞争策略
第六章碳纤维行业财务指标分析参考
第一节碳纤维行业产销状况分析
第二节碳纤维行业资产负债状况分析
第三节碳纤维行业资产运营状况分析
第四节碳纤维行业获利能力分析
第五节碳纤维行业成本费用分析
第七章碳纤维行业市场分析与建设规模
第一节市场调查
一、拟建碳纤维项目产出物用途调查
二、产品现有生产能力调查
三、产品产量及销售量调查
四、替代产品调查
五、产品价格调查
六、国外市场调查
第二节碳纤维行业市场预测
一、国内市场需求预测
二、产品出口或进口替代分析
三、价格预测
第三节碳纤维行业市场推销战略
一、推销方式
二、推销措施
三、促销价格制度
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