Fe-Co合金和中空碳纤维吸波材料的吸波特性研究

采用矢量网络分析仪测试了Fe-Co合金/石蜡和中空碳纤维/石蜡复合材料的微波电磁参数,并用电磁参数模拟计算了单层吸波材料的反射率。根据电磁波在损耗媒质中的传播规律,分析了2种吸波材料的吸收机理以及本征阻抗和衰减特性对吸波性能的影响。结果表明,Fe-Co合金吸波材料为吸收损耗型吸波材料,阻抗越大、衰减越强,吸波性能越好;而中空碳纤维吸波材料则是干涉型吸波材料,需要适当大小的阻抗和衰减才能满足强吸收的条件,且吸收带宽相对较窄。

同轴静电纺丝再经两步后处理制备PAN基中空碳纤维

采用聚丙烯腈(PAN)溶液作为壳层,甲基硅油作为芯层,利用同轴静电纺丝技术制备出外径为3μm的同轴PAN复合纤维,经过预氧化和炭化后可以制得直径约为1μm的中空碳纤维.采用扫描电镜(SEM)观察中空纤维形貌.傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)表征了热处理前后纤维成分变化.分析了同轴射流结构、芯液/壳液流速比Vin/Vout对中空结构的影响.研究表明,同轴内针尖伸出外针尖的距离Zp是影响同轴射流形成的主要因素,伸出长度Zp约为外针孔半径rout的1/2时得到同轴射流,Zp>0.7rout时从冠状锥体周围产生许多射流,不能在锥顶部形成同轴射流.芯液/壳液流速比Vin/Vout对中空结构的形成有较大影响,当Vin/Vout=0.5时得到多孔纤维,增大芯液流速,当Vin/Vout=1时得到中空纤维,继续增大Vin/Vout=2时得不到同轴射流.

聚丙烯腈基中空碳纤维的制备及电化学性能研究

通过静电纺丝法制备含有添加剂多壁碳纳米管(MWCNTs)和氯化锌(ZnCl2)的有序排列聚丙烯腈(PAN)基中空微纳米纤维,经预氧化、碳化和酸化处理后得到多孔PAN基中空碳纤维。通过场发射扫描电子显微镜观察表明,MWCNTs增加了PAN基碳纤维的表面粗糙度,而ZnCl2增加了纤维表面的孔洞结构。由吸附仪测试碳纤维的比表面积发现,多孔PAN/MWCNTs/ZnCl2碳纤维(两中空)的比表面积达到356.8m2/g,是PAN碳纤维的3.7倍。由循环伏安曲线看出,多孔PAN/MWCNTs碳纤维(两中空)较PAN碳纤维具有更好的电容性能。

聚丙烯腈基中空碳纤维膜制备及结构研究

研究了在不同工艺条件下制备的聚丙烯腈(PAN)基中空碳纤维膜和预氧化膜及其结构特征。通过实验得出,基膜的拉伸使预氧化膜和碳化膜致密化,在制备PAN基膜时加入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚酰亚胺YJ-16添加剂,有助于保持中空纤维膜的指状孔结构,得到孔结构较好的预氧化中空纤维膜和中空碳纤维膜。

沥青基中空碳纤维的制备及其吸波性能

以中间相沥青为原料,采用氮压式纺丝机制备了不同炭化温度的中空截面沥青基碳纤维,通过SEM表征了其断面形貌,利用矢量网络分析仪研究了炭化温度对中空碳纤维电磁损耗性能的影响。结果显示,最佳的炭化温度为900℃时,中空碳纤维具有最大电磁损耗;研究了铺层方式对复合材料吸波性能影响,利用弓形法对复合材料的反射率进行了测试,结果显示,碳纤维交叉铺层时,吸波合格带宽为10GHz,最大吸收峰在25dB。

中空碳纤维研究现状及应用

中空碳纤维结合了碳纳米管和碳纤维的优势,其比重小,巨大的比表面积和高强度使其可应用于大容量电容器、增强材料、吸波材料和储氢材料等领域。综述了中空碳纤维国内外的研究现状及最新应用。比较了燃烧合成法、喷淋法、电弧法和静电纺丝等方法制备中空纤维的优缺点并探讨了预氧化、炭化和活化工艺对其性能的影响。提出金属基中空碳纤维、多中空碳纤维的研究方向和熔体静电纺丝制备方法的发展前景。

兔毛基中空碳纤维在锂硫电池中的应用

为开发高性能、低成本的锂硫电池正极储硫材料,利用天然生物质纤维兔毛为前驱体,经预处理和炭化制备了具有杂原子掺杂的兔毛中空碳纤维(RC),并采用热熔融法制得硫/兔毛基碳纤维(S/RC)复合材料。探讨了不同炭化温度对碳纤维形貌结构、S/RC复合材料晶型结构与电导率、锂硫电池的电化学性能及循环充放电稳定性的影响。结果表明:预处理温度为300℃,炭化温度为800℃时,制备的兔毛基中空碳纤维的形貌结构最好,用其作为正极材料制备的电池首次放电比容量达899 mA·h/g,在0.5C倍率下300次循环后放电比容量为598 mA·h/g,仍保持原始比容量的66.52%;在高倍率条件下该电池仍具有较高的放电比容量,1C和2C倍率下放电比容量分别为543.8和505.4 mA·h/g。

预氧化时间对中空形态的聚丙烯腈基活性碳纤维性能的影响

聚丙烯腈(PAN)中空纤维在空气中250℃分别预氧化不同的时间,在N2气氛下于900℃进行碳化60min,随后用CO2气体在800℃活化40min,得到PAN基活性中空碳纤维(PAN-ACHF)。测定了PAN-ACHF对碘和亚甲基蓝的吸附量,考察了预氧化时间对PAN预氧化纤维的收缩率和芳构化指数以及对PAN-ACHF的活化收率和吸附性能的影响。

以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研究

根据阻抗匹配原理和电磁波传播规律,以中空多孔聚丙烯腈（PAN）碳纤维为主要吸收剂,分别添加以炭黑、碳纤维和羰基铁粉为吸收剂的匹配层,制备了双层轻质雷达吸波材料,并考察了其吸波性能.结果表明,双层结构设计和不同吸收剂的复合对提高材料的吸波性能起着重要的作用.以羰基铁粉作吸收剂的匹配层比以炭黑和碳纤维作吸收剂的匹配层对提高以中空多孔碳纤维吸波材料的吸波性能更为显著.所制备的材料在厚度为2.90mm,密度为1.28g/cm^3时,在4-18GHz频率范围内反射率≤-8dB的带宽为11.42GHz,反射率≤-10dB的带宽为10.90GHz.

短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能

以中空多孔聚丙烯腈(PAN)原丝为原料,通过预氧化处理和碳化处理工艺制备了中空多孔碳纤维,采用SEM和XRD对其微观结构和晶体结构进行了表征,并对其吸波性能进行了分析.研究结果表明,中空多孔碳纤维是一种非石墨结构的电损耗型雷达波吸收剂;随着短切中空多孔碳纤维体积分数的提高,随机分布的纤维/石蜡复合吸波材料的介电常数随之增大;用所得的电磁参数结果计算了不同厚度材料的反射率,在2～18GHz频率范围内,当体积分数为33.30%,厚度为2mm时,最低反射率为-21.36dB,其中<-5dB的反射率带宽为5.17GHz,<-10dB的反射率带宽为2.88GHz.

聚丙烯腈基活性中空碳纳米纤维制备及其性能

为制备具有较高孔隙率的聚丙烯腈(PAN)活性中空碳纳米纤维(AHCNF),以自行制备的PAN为原料,经同轴静电纺丝、预氧化、炭化、活化后制备得到AHCNF,借助X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、比表面积测试仪研究了致孔剂对其形态与孔结构的影响。结果表明:制备的PAN共聚物环化温度较低,环化放热较缓和,有利于预氧化的进行;炭化过程将PAN表面的碳氧单键转化为碳氧双键,而活化过程将碳氧双键进一步转化为酯基;添加致孔剂和未添加致孔剂得到的PAN活性中空碳纳米纤维横截面呈明显的中空结构,纤维壁较为致密;添加致孔剂后,活性中空碳纳米纤维的总比表面积从55.719m^2/g增加到532.639m^2/g,孔容从0.070cm^3/g增加到0.312cm^3/g,介孔平均孔径从3.408nm增加到4.309nm,收率从27.14%降低到9.44%。

聚丙烯腈前驱体的优化及其中空碳纳米纤维的制备

为制备力学性能较好的聚丙烯腈(PAN)中空碳纳米纤维,首先通过正交试验研究了PAN聚合参数对聚合反应的影响,然后选取适宜于纺丝的PAN进行同轴静电纺丝、预氧化、碳化,对得到的中空碳纳米纤维进行表征。结果表明,引发剂用量(A)对PAN相对黏均分子质量的影响最大;第二单体衣康酸浓度(B)对PAN环化放热的影响最大;第三单体丙烯酸甲酯浓度(C)对PAN聚合收率的影响最大。SEM分析结果表明,PAN中空碳纳米纤维横截面具有明显的中空结构,纤维表面较为致密。BET测试结果表明,PAN中空碳纳米纤维的孔容为0. 069 69 cm^3/g,比表面积为55. 719 m^2/g。

碳中空纤维膜的研究现状及发展趋势

综述碳中空纤维膜的研究现状和发展趋势 ,具体介绍这种纺织新材料的基膜制备、预氧化和碳化技术及其应用领域 .

同轴静电纺丝参数对聚丙烯腈中空碳纳米纤维形态与炭化收率的影响

为制备可实用聚丙烯腈(PAN)中空碳纳米纤维,考察了同轴静电场施加方式、芯层组分及芯层针头直径对PAN碳纳米纤维中空结构的稳定形成及其炭化收率的影响。实验结果表明:芯层组分会影响PAN纳米纤维壳-芯结构及其碳纳米纤维中空结构的形成,静电场施加方式和芯层针头直径的影响不大。扫描电子显微镜观察结果显示,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶液或甲基硅油为芯层的PAN碳纳米纤维横截面呈明显的中空结构,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液或空气为芯层时则呈实芯结构。以PMMA溶液为芯层时,由于芯层与壳层PAN具有相同的溶剂二甲基甲酰胺却又互不相溶,因而PAN纳米纤维能稳定形成壳-芯结构且壳-芯界面相容性好,炭化后的PAN中空碳纳米纤维表面形态最好,中空结构较为规则,炭化收率为28%~31%。

聚丙烯腈基中空多孔碳纤维的研究进展

聚丙烯腈基(PAN)中空多孔纤维微孔结构丰富,质轻,比表面积大,是碳材料领域的新起之秀。从PAN基中空多孔碳纤维的发展史、制备方法、应用等方面,简要阐述了它的研究现状,并对今后发展提出了几点展望,以期为中空多孔碳纤维的研究工作提供一定的帮助。

中空咖啡碳聚酯纤维/棉混纺纬平针织物的服用性能

为研究中空咖啡碳聚酯纤维含量对其纬平针织物服用性能的影响,设计了5种不同混纺比中空咖啡碳聚酯纤维/棉纤维,采用环锭纺与赛络纺纺制了10组18.3 tex混纺纱,并织成相同规格的纬平针织物。测试并分析织物的顶破、起毛起球、透气、透湿及保暖性能。基于回归分析,获得了中空咖啡碳聚酯纤维含量与织物各性能指标的关系,并建立了综合性能评价函数对织物的服用性能进行评价。结果表明:随着中空咖啡碳聚酯纤维含量的增加,混纺纬平针织物的顶破强力、透气、透湿、保暖性增加,抗起毛起球性能变差,赛络纱织物的综合性能优于环锭纱织物;中空咖啡碳聚酯纤维/棉混纺织物相比于普通涤/棉织物,透气性能可提高66%,透湿性能提高10%,保暖性能提高2.6倍。

中空咖啡碳聚酯纤维的结构与性能

为了研究中空咖啡碳聚酯纤维的可纺性,文章测试并分析中空咖啡碳聚酯纤维的形态结构、红外光谱、热稳定性、拉伸性能、吸湿性、卷曲、比电阻、含油率等,并与咖啡碳聚酯纤维、普通聚酯纤维进行对比。测试结果表明,中空咖啡碳聚酯纤维有着明显的圆形中腔结构,附着细腻的纳米级咖啡碳颗粒,且延续了聚酯纤维优异的耐热性、高强高模、拉伸性能;吸湿性提高了3倍,优化了服用舒适性,热分解后质量残余量减少,是一种具有良好开发应用价值的新型功能性纤维,可为纺纱工艺、织造应用提供借鉴。

碳纤维中空织物增强树脂基复合材料导热性能与应用

采用真空引流成型工艺制备了树脂基碳纤维中空复合材料,主要研究了15 mm碳纤维中空织物复合材料和传统铝蜂窝导热复合材料的力学性能和导热性能,并从导热机理、导热材料结构角度进行分析.介绍了碳纤维中空复合材料在导热领域的应用情况.结果表明,碳纤维三维中空复合材料的综合力学性能明显优于传统铝蜂窝材料,导热性能基本与铝蜂窝复合材料相当,在航空航天技术领域更具应用优势,可成为替代传统蜂窝及泡沫夹层复合材料的理想结构材料.

混纺比对中空咖啡碳/棉混纺纱性能的影响

为探究混纺比对中空咖啡碳/棉混纺纱性能的影响。文章设计中空咖啡碳/棉纤维20/80、40/60、60/40、80/20四种混纺比,采用环锭纺与赛络纺制样八组纱线,测试并分析纱线的表面形态、实际捻度、条干均匀度、毛羽指数、拉伸性能、吸湿性能。结果表明:随着中空咖啡碳纤维含量的增加,混纺纱断裂强度和断裂伸长率呈线性增长趋势、回潮率持续减小;中空咖啡碳纤维含量过高或低,都会存在实际捻度偏差变大、条干不匀率增加、毛羽根数增多等问题;赛络纺中空咖啡碳/棉纤维40/60纱线综合性能最佳,适合开发中空咖啡碳纤维高档针织产品。