作為新材料代表之一的碳纖維,因具有重量輕、強(qiáng)度高、柔軟易加工、其復(fù)合材料可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、便于整體成型等特點(diǎn)廣泛用于航空、航天、風(fēng)力發(fā)電、體育用品等領(lǐng)域,也是武器裝備最重要的基礎(chǔ)材料之一。為了提高國產(chǎn)碳纖維質(zhì)量并開發(fā)出更高品質(zhì)的碳纖維,進(jìn)行了大量的性能測試和表征,如何根據(jù)碳纖維性能特點(diǎn),針對性的改進(jìn)其生產(chǎn)工藝,對碳纖維的開發(fā)研究具有重要意義。為此,本文選取了5個主要碳纖維生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的3大類共計(jì)14種碳纖維,在確定碳纖維力學(xué)性能的可靠性表征方法的同時(shí),從碳纖維宏微觀構(gòu)造與力學(xué)性能的相關(guān)性開展研究,希望能夠?yàn)樘祭w維的產(chǎn)品開發(fā)、工程應(yīng)用和生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和預(yù)測模型。通過采用掃描電子顯微鏡對碳纖維的截面形貌進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn),碳纖維的截面是不規(guī)則的圓形,現(xiàn)用的測試和計(jì)算碳纖維直徑的方法如光學(xué)顯微鏡法測得直徑偏大,拉伸強(qiáng)度偏小,線密度-體密度法測得直徑偏小,拉伸強(qiáng)度偏大,給碳纖維拉伸強(qiáng)度的測算引入一定的誤差。本文提出了一種利用碳纖維截面掃描電子顯微鏡圖片獲取碳纖維橫截面積的便捷方法,既提高了碳纖維單絲拉伸強(qiáng)度的測試分析精度,又為本文的后續(xù)分析提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過采用元素分析儀、拉曼光譜和X射線...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳纖維的分類和發(fā)展
        1.2.2 碳纖維的結(jié)構(gòu)研究
        1.2.3 碳纖維的力學(xué)性能研究
    1.3 存在的主要問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 碳纖維拉伸強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)測試方法分析
    2.1 引言
    2.2 碳纖維直徑的表征
        2.2.1 體密度和線密度的實(shí)驗(yàn)測試
        2.2.2 截面形貌表征
        2.2.3 碳纖維單絲直徑的表征和對比
    2.3 碳纖維拉伸強(qiáng)度的測試和對比
    2.4 本章小結(jié)
第3章 碳纖維石墨化度與拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性分析
    3.1 引言
    3.2 碳纖維石墨化程度參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測試
        3.2.1 元素含量的測試和結(jié)果
        3.2.2 石墨化度R的測試和結(jié)果
        3.2.3 碳纖維微晶層間距d₀₀₂的測試和結(jié)果
    3.3 石墨化程度參數(shù)與拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性分析
        3.3.1 碳含量與拉伸強(qiáng)度相關(guān)性分析
        3.3.2 碳纖維石墨化度、微晶層間距與拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 碳纖維微觀結(jié)構(gòu)與拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性分析
    4.1 引言
    4.2 微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測試
        4.2.1 微晶結(jié)構(gòu)參數(shù)的測試和結(jié)果
        4.2.2 微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的測試和結(jié)果
    4.3 碳纖維微觀結(jié)構(gòu)與拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性分析和驗(yàn)證
        4.3.1 碳纖維拉伸強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)性分析
        4.3.2 碳纖維拉伸強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)的回歸模型及顯著性檢驗(yàn)
        4.3.3 碳纖維拉伸強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)性機(jī)理驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 碳纖維微孔結(jié)構(gòu)與Weibull模數(shù)及斷裂韌性的相關(guān)性分析
    5.1 引言
    5.2 Weibull模數(shù)和斷裂韌性的計(jì)算
        5.2.1 Weibul模數(shù)的計(jì)算和結(jié)果
        5.2.2 斷裂韌性的計(jì)算和結(jié)果
    5.3 碳纖維微孔結(jié)構(gòu)與Weibull模數(shù)的相關(guān)性分析和驗(yàn)證
        5.3.1 碳纖維Weibull模數(shù)與微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析
        5.3.2 碳纖維Weibull模數(shù)與微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的回歸模型及顯著性檢驗(yàn)
        5.3.3 碳纖維Weibull模數(shù)與微孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)性機(jī)理驗(yàn)證
    5.4 碳纖維微孔結(jié)構(gòu)與斷裂韌性的相關(guān)性分析和驗(yàn)證
        5.4.1 碳纖維斷裂韌性與微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析
        5.4.2 碳纖維斷裂韌性與微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的回歸模型及顯著性檢驗(yàn)
        5.4.3 碳纖維斷裂韌性與微孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)性機(jī)理驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3847390