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牢固化進程中因為各種放熱反應的產(chǎn)生,將開釋大量的熱量,碳纖維是熱的不良導體,產(chǎn)生的熱量如不能把持并及時擴散出去會對碳纖維產(chǎn)生很大破壞作用,引起纖維斷裂、熔并等。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術,保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。Fitzer等人研究了牢固化進程中熱處理溫度跟升溫速率對終極CF強度的影響。實驗結果表明,隨著牢固化升溫速率的進步,CF的強度逐步增大,達到一個值,進一步進步升溫速率,將引起CF強度的降落,1~3℃·min-1的速率比較適合。熱處理溫度不宜太高,260~280℃后果比較好。
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牢固化進程個別在180~300℃溫度范疇內(nèi)進行。碳纖維復合材料經(jīng)過一系列熱處理轉化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學性能優(yōu)異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。然而在20世紀90年代初Mittal等基于DSC研究結果提出,低于300℃下進行的牢固化并不完全,纖維應在300~400℃下進一步牢固化他們通過DSC曲線發(fā)當初200~300℃范疇有一尖利放熱峰,峰值在265℃左右,在300~400℃范疇有一小的寬放熱峰,峰值在350℃左右Mittal等人研究發(fā)當初300~400℃范疇,碳分子可進行分子間交聯(lián)跟芳構化反應。通過纖維中分子鏈沿纖維軸重排使氧化纖維結構更有序跟緊湊。