國內(nèi)進(jìn)一步明確了新一代高強(qiáng)高模碳纖維的概念,為了保證碳纖維復(fù)合材料的抗壓性能,探討碳纖維的結(jié)構(gòu)與壓縮性能的相關(guān)性有著重要的意義。本論文以此為目標(biāo),比較了這五種不同碳纖維微觀形貌、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和界面性能的差異,通過拉伸回彈法測定碳纖維縱向壓縮強(qiáng)度,設(shè)計(jì)了絲束壓縮測試工裝和試樣制備模具,分析了不同碳纖維微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和界面性能的差異對縱向壓縮性能的影響。研究結(jié)果表明:1)碳纖維表面規(guī)則度和橢圓度越接近于1,碳纖維的壓縮強(qiáng)度越大。2)碳纖維半峰寬與碳纖維壓縮強(qiáng)度成反比,R值對壓縮強(qiáng)度的影響還不明確。3)碳纖維壓縮強(qiáng)度與晶面間距d002成反比,與微晶尺寸La、擇優(yōu)取向度成正比。4)孔隙率對壓縮強(qiáng)度的影響還不明確�？紫堵瘦^小時(shí),孔洞缺陷對拉伸強(qiáng)度的影響更大,壓拉比增加;孔隙率較大時(shí)孔洞缺陷對壓縮強(qiáng)度的影響大,壓拉比減小。5)單絲壓縮強(qiáng)度受碳纖維表面能的影響是很有限的,在一定范圍內(nèi),碳纖維表面物理結(jié)構(gòu)（表面溝槽、孔隙等）對表面能的非極性分量有著很大的影響。 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用
    1.2 碳纖維縱向壓縮性能的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 直接測量法
        1.2.2 拉伸回彈法
        1.2.3 彎曲梁法
        1.2.4 微力壓縮測試
    1.3 碳纖維結(jié)構(gòu)表征
        1.3.1 碳纖維的生產(chǎn)制備
        1.3.2 碳纖維的基本結(jié)構(gòu)
        1.3.3 碳纖維微觀形貌表征
        1.3.4 碳纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
        1.3.5 碳纖維晶體結(jié)構(gòu)表征
        1.3.6 碳纖維界面性能表征
    1.4 課題研究背景與意義
    1.5 課題研究的內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 碳纖維的前處理
    2.3 碳纖維的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 碳纖維密度測試
        2.3.2 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.3 拉曼光譜測試
        2.3.4 X-射線衍射(XRD)測試
        2.3.5 動態(tài)接觸角測試
    2.4 力學(xué)性能測試
        2.4.1 碳纖維復(fù)絲拉伸強(qiáng)度和模量測試
        2.4.2 單絲碳纖維拉伸、壓縮測試
        2.4.3 碳纖維復(fù)絲壓縮測試
第三章 結(jié)果與討論
    3.1 不同碳纖維微觀形貌對壓縮強(qiáng)度的影響
        3.1.1 引言
        3.1.2 表面物理形貌分析
        3.1.3 表面物理結(jié)構(gòu)定量分析
        3.1.4 微觀形貌與壓縮強(qiáng)度相關(guān)性分析
    3.2 不同碳纖維表面化學(xué)結(jié)構(gòu)對壓縮強(qiáng)度的影響
        3.2.1 引言
        3.2.2 表面化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        3.2.3 表面化學(xué)結(jié)構(gòu)與壓縮強(qiáng)度相關(guān)性分析
    3.3 不同碳纖維晶體結(jié)構(gòu)對壓縮強(qiáng)度的影響
        3.3.1 引言
        3.3.2 碳纖維晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 碳纖維晶體結(jié)構(gòu)與壓縮強(qiáng)度相關(guān)性分析
    3.4 不同碳纖維界面性能對壓縮強(qiáng)度的影響
        3.4.1 引言
        3.4.2 表面界面性能分析
        3.4.3 碳纖維界面性能與壓縮強(qiáng)度相關(guān)性分析
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果
作者簡介
導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]拉曼光譜研究碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)及CNT/環(huán)氧樹脂體系中缺陷周圍的應(yīng)力分布[D]. 任桂知.東華大學(xué) 2014
[7]PAN基碳纖維制備過程中微納結(jié)構(gòu)演變與發(fā)展[D]. 肖瑛閣.北京化工大學(xué) 2013
[8]缺陷損傷對碳纖維的強(qiáng)度以及模量的影響[D]. 林楓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[9]高性能PAN基碳纖維微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能相關(guān)性研究[D]. 譚婷婷.山東大學(xué) 2013
[10]拉曼光譜研究碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)和性能[D]. 石彥平.東華大學(xué) 2011



本文編號：3712958