近期日本PAN原丝及碳纤维专利动向

据不完全统计,从1980～2002年间,日本东丽、三菱人造丝和东邦Tenax公司所申请的有关PAN原丝及其碳纤维的专利,各320篇、近250篇和近60篇,其中东丽和三菱人造丝的专利覆盖了各段工艺技术、不同性能档次制品及其辅料,而东邦Tenax相对处于弱势,然而到2004年该公司发表了较大量的超高强、超高强中模等专利,三菱人造丝则发表碳纳米纤维、原纤化碳纤维、短切碳纤维、大丝束碳纤维等专利,东丽相对发表较少。

炭纤维上浆剂对浮沉法体密度测试的影响

对上浆剂去除前后的炭纤维进行了体密度、上浆剂含量和微观形貌测试分析。结果表明,未除浆样品在浮沉法体密度测试时分层,上层样品絮集严重,上浆剂在纤维表面堆积明显,含量约为2.17%;下层样品轻微絮集。采用丙酮萃取法除浆,测得上浆剂含量为1.20%,除浆样品在浮沉法体密度测试时依然分层,上层样品轻微絮集,有少量上浆剂堆积,下层样品分散均匀。采用450℃热解法除浆,测得上浆剂含量为1.53%,除浆样品在密度液中分散均匀,表面无上浆剂堆积。扫描电镜观察及理论分析表明,炭纤维表面上浆剂残留及不均匀分布引起样品密度不均一,是导致浮沉法体密度测试分层的主要原因;表面上浆剂去除越充分,体密度测试结果准确性越高;比较而言,高温热解是去除炭纤维表面上浆剂的更有效方式。

空间用超轻LA141镁锂合金表面腐蚀产物及腐蚀机理研究

目的明确空间用超轻LA141镁锂合金的腐蚀机理,为进一步设计防护涂层体系提供理论依据。方法将未腐蚀和已在空气中放置一段时间表面形成灰黑色腐蚀膜的超轻LA141镁锂合金的一部分放置于水溶液中,一部分暴露在空气中,研究其随时间延长的腐蚀产物生成规律,并用SEM、偏光显微镜对其腐蚀产物的微观形貌进行观察,用EDS能谱分析、XRD、红外光谱手段对其成分进行鉴定。结果超轻LA141镁锂合金放置于水溶液后,有细密的气泡(H2)逸出,并在表面迅速生成一层灰黑色腐蚀膜层。已生成腐蚀膜层的镁锂合金放入水中后,没有明显气泡逸出的现象,且腐蚀膜层厚度增加速度低于未生成腐蚀膜层的镁锂合金。通过在SEM、偏光显微镜下对腐蚀产物进行观察,并结合EDS、XRD和红外的分析结果,发现LA141镁锂合金放入水中后,锂金属优先腐蚀,生成大量氢气,同时也伴随着镁金属的腐蚀,生成氢氧化锂和氢氧化镁,氢氧化锂在空气中不稳定,接触空气后生成碳酸锂。结论腐蚀产物主要为氢氧化镁及碳酸锂。另外,腐蚀膜层能在一定程度上减缓底部镁锂合金的进一步腐蚀。该研究结果对设计选用抑制镁锂合金腐蚀的材料具有一定的参考价值。

炭纤维毛丝评价表征研究

采用海绵摩擦方法研究了东丽T800H和国产T800级炭纤维毛丝,结果表明国产炭纤维毛丝量明显高于东丽炭纤维,随海绵压力、纤维张力增加,两种炭纤维毛丝量变化规律差异显著。扫描电镜照片统计结果显示国产炭纤维的断头率明显多于东丽炭纤维;炭纤维表面微摩擦力表征结果表明国产T800级炭纤维表面局部上浆不均匀造成的上浆剂堆积显著增大了纤维摩擦力;炭纤维丝束中单丝之间绞络程度也是影响毛丝量的重要因素。炭纤维毛丝典型断口形貌对比分析证实,纤维单丝受到径向分力导致其弯折断裂是毛丝的主要生成机制,断头率、摩擦力和单丝绞络程度三因素耦合是引起国产炭纤维毛丝量高于东丽炭纤维的主要原因。