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PAN纤维热松弛行为控制与聚集态结构调控

材料工程 2020年第4期48卷 165-171页

作者：康宸刘倓武帅赵雅娴徐樑华北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

聚丙烯腈(PAN)纤维在纺丝过程中会形成受迫高弹形变,在受热条件下会出现物理收缩为代表的热松弛行为,发生解取向。通过热力学分析仪(TMA),动态力学分析仪(DMA),广角X射线衍射法(WAXD)等手段研究PAN纤维的热松弛行为,并且通过张力和温度... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)纤维在纺丝过程中会形成受迫高弹形变,在受热条件下会出现物理收缩为代表的热松弛行为,发生解取向。通过热力学分析仪(TMA),动态力学分析仪(DMA),广角X射线衍射法(WAXD)等手段研究PAN纤维的热松弛行为,并且通过张力和温度对其进行控制。结果表明:PAN纤维纺丝过程形成的高弹形变约占10%以上,在高温下会迅速回复发生解取向。通过施加适当的张力和提高温度可以在不损失取向结构的同时将高弹形变转化为塑性形变。在张力和温度的作用下,纤维内部聚集态结构重排,分子链取向进一步提高,晶态结构进一步完善,纤维尺寸稳定性提高50%以上。研究表明经此方法处理的碳纤维微晶沿分子链排列更加规整,性能得到了有效提升。

关键词： PAN纤维碳纤维热松弛聚集态结构

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钛合金喷丸后的残余应力场与热松弛分析

金属热处理 2016年第6期41卷 55-58页

作者：陈彩红王欣周健殷黎清中航工业常州兰翔机械有限责任公司江苏常州213022 中航工业北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空重点实验室北京100095

采用100%和300%覆盖率喷丸方法对TC4钛合金表面进行强化,分析了表面覆盖率和热暴露温度对合金表面残余应力场和半高宽的影响。结果表明:喷丸后,较高的覆盖率可以提高残余压应力的数值、深度及半高宽数值;经过200℃×1 h热暴露后,覆盖率... 详细信息

采用100%和300%覆盖率喷丸方法对TC4钛合金表面进行强化,分析了表面覆盖率和热暴露温度对合金表面残余应力场和半高宽的影响。结果表明:喷丸后,较高的覆盖率可以提高残余压应力的数值、深度及半高宽数值;经过200℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场和半高宽分布基本一致,说明覆盖率偏高对于残余应力场的热稳定性有不利影响;经过500℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场均松弛殆尽,说明热暴露温度对残余应力具有重要影响,而表面层半高宽仍高于基体,说明喷丸产生的塑性形变强化效果仍可能存在。

关键词： TC4钛合金喷丸残余应力场热松弛

TC4-DT钛合金喷丸残余应力场及其热松弛行为

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金属热处理 2009年第4期34卷 20-23页

作者：冯宝香毛小南杨冠军于兰兰吴晓东西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西北有色金属研究院钛合金研究所陕西西安710016

采用不同喷丸工艺对TC4-DT钛合金试样进行喷丸强化。使用X射线衍射仪分析了表层压应力场特征,研究了150℃和300℃保温过程中的残余应力热松弛规律。结果表明,喷丸后材料表面形成一定深度的残余压应力场,材料表面粗糙度增加。在时效过程... 详细信息

采用不同喷丸工艺对TC4-DT钛合金试样进行喷丸强化。使用X射线衍射仪分析了表层压应力场特征,研究了150℃和300℃保温过程中的残余应力热松弛规律。结果表明,喷丸后材料表面形成一定深度的残余压应力场,材料表面粗糙度增加。在时效过程中温度和保温时间对残余应力松弛的影响由热激活过程控制,应用Zener-Wert-Avrami公式分析了热松弛过程。

关键词： TC4-DT 喷丸强化残余应力热松弛

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PAN取向分子热松弛行为控制研究

PAN取向分子热松弛行为控制研究

作者：康宸北京化工大学

学位级别：硕士

聚丙烯腈(PAN)纤维是制备碳纤维的重要前驱体,其取向结构会影响至PAN基碳纤维的取向。PAN纤维的取向结构是在纺丝成型过程中受到拉伸作用所形成的。但纺丝过程中PAN纤维会形成受迫高弹形变,其中的取向分子在受热条件下在熵弹回复力的作... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)纤维是制备碳纤维的重要前驱体,其取向结构会影响至PAN基碳纤维的取向。PAN纤维的取向结构是在纺丝成型过程中受到拉伸作用所形成的。但纺丝过程中PAN纤维会形成受迫高弹形变,其中的取向分子在受热条件下在熵弹回复力的作用下会出现物理收缩为代表的热松弛行为,进而发生取向损失和一系列结构变化。因此,通过控制PAN取向分子的热松弛行为,可以对PAN纤维的聚集态结构进行调控,有助于获得优良结构的PAN原丝和碳纤维。本文通过动态机械分析仪(DMA),热机械分析仪(TMA)等手段研究了 PAN纤维的热松弛行为,并通过PAN纤维高温蠕变实验来研究其高温黏弹性。在此基础上,本文创新性地利用PAN纤维高温反应生成交联结构的特性,与物理手段张力和温度一道对取向分子的热松弛行为进行控制。最后,控制热松弛行为后的纤维聚集态结构,力学性能等进行表征,得到如下结论:1、经研究表明,PAN取向分子的热松弛行为就是纺丝过程中产生的高弹形变的回复过程,高弹形变越大,纤维的内应力和尺寸收缩率就越大。高弹形变的回复过程主要与温度和张力有关。纤维中可以回复的高弹形变一般在10%左右。PAN纤维高温下的化学反应对纤维热松弛行为有抑制作用。2、PAN纤维在高温下,普弹模量、高弹模量和本体黏度均随温度升高下降,但是化学反应的作用又使松弛时间出现了随温度下降再增大的趋势。采用施加张力和提高温度的方式处理纤维可以控制PAN取向分子的热松弛行为。3、在纺丝过程中提高热处理温度,促使PAN纤维表层分子发生化学反应,可使纤维内应力和尺寸收缩率下降了 50%以上,取向分子的热松弛行为得到控制,纤维总取向度由未处理的49%上升至处理后的79%。4、采用张力和温度控制PAN取向分子热松弛行为后,对纤维性能会有影响。经过施加张力高温热处理后的PAN纤维制得的碳纤维微晶沿分子链排列更加规整,纤维晶区取向随处理温度提高而提高,拉伸强度由 4.23GPa 上升到 4.7GPa。

关键词： PAN纤维取向热松弛聚集态结构力学性能

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高强PET工业用丝的热松弛行为

合成纤维 1996年第3期25卷 22-25页

作者：钱梓玉周慧珍林求德上海市合成纤维研究所上海第十四化纤厂上海纺织专科学校

采用低速纺PET初生丝为起始材料,经多级拉伸,分段取样作为试验样品,研究了样品超分子结构、热松弛及力学性质三者关系.结果表明尽量降低第一级冷拉温度,抑制结晶度生成,能使样品在第二级拉伸中取向和结晶都得到很大的提高,并增加无定形... 详细信息

采用低速纺PET初生丝为起始材料,经多级拉伸,分段取样作为试验样品,研究了样品超分子结构、热松弛及力学性质三者关系.结果表明尽量降低第一级冷拉温度,抑制结晶度生成,能使样品在第二级拉伸中取向和结晶都得到很大的提高,并增加无定形相中的网结点,因而在强度提高的同时保证材料的尺寸稳定性.

关键词：聚酯纤维工业用丝热松弛纺丝拉伸

激光冲击TC4钛合金残余应力热松弛数值模拟研究

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机械工程与自动化 2023年第6期 34-36,39页

作者：吴小燕汤洋葛茂忠郭小军张永康马艳东中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 广东工业大学广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室广东广州510006 广东镭奔激光科技有限公司广东佛山528200 江苏理工学院材料工程学院江苏常州213001 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了研究高温对激光冲击TC4钛合金残余应力的影响,采用PROCUDO200激光喷丸系统对TC4试样进行强化处理,采用XL-640型应力仪测量了保温550℃前后激光冲击TC4钛合金表层残余应力。采用ABAQUS软件,基于Johnson-Cook本构方程和双曲正弦Arrhen... 详细信息

为了研究高温对激光冲击TC4钛合金残余应力的影响,采用PROCUDO200激光喷丸系统对TC4试样进行强化处理,采用XL-640型应力仪测量了保温550℃前后激光冲击TC4钛合金表层残余应力。采用ABAQUS软件,基于Johnson-Cook本构方程和双曲正弦Arrhenius-type方程,创建了可预测保温前后激光冲击TC4残余应力场的有限元模型。研究表明:在550℃下,随着保温时间的延长,表面残余压应力不断减小;当保温时间超过30 min后,表面残余压应力的减小幅度降低;保温60 min后,激光冲击TC4表面残余应力的测量值和模拟值基本一致,说明该有限元模型能准确预测残余应力热松弛规律,残余应力的热松弛可能与保温期间塑性变形层的热回复过程和动态再结晶有关。

关键词： TC4钛合金激光冲击处理残余应力热松弛

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定向有机玻璃的热松弛与拉伸度的关系

材料工程 1981年第2期 26-28页

作者：张贤志五七○三厂

一、拉伸度拉伸度或叫拉伸百分数（Percentage ofstretch）与热松弛（Thermal relaxation）是定向有机玻璃宏观定向效应的两种不同表示法。拉伸度表征了玻璃定向拉伸的程度,它是拉伸定向中的特定指标。采用的计算公式为式中T;为拉伸前... 详细信息

一、拉伸度拉伸度或叫拉伸百分数（Percentage ofstretch）与热松弛（Thermal relaxation）是定向有机玻璃宏观定向效应的两种不同表示法。拉伸度表征了玻璃定向拉伸的程度,它是拉伸定向中的特定指标。采用的计算公式为式中T;为拉伸前的厚度,T;为拉伸后的厚度,该式由拉伸时体积不变推导得来。通过测定有机玻璃的密度,发现拉伸时体积有微量缩小,其密度变化在0.01％范围内,所以一般可以认为拉伸时体积不变。美、英、苏联等国早就使用了拉伸度的概念,他们对本国生产的不同牌号玻

关键词：热松弛拉伸度有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸酯

聚对苯二甲酸乙二醇酯的偶极热松弛电流和退陷阱电流

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中国科学技术大学学报 1984年第1期 48-51页

作者：周漪琴王晓明中国科学技术大学 78级学生中国科学技术大学应用化学系

用热释电(TSC)的热脉冲(又称分步加热法)技术测得双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中冻结的取向偶极的热松弛谱以及陷阱能级分布。初步探索了陷阱能级与结晶度的关系。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯热松弛松弛谱结晶度电流偶极陷阱

SA213-T92钢焊管残余应力的高温松弛行为

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机械工程材料 2014年第8期38卷 53-56,60页

作者：李忠杰上海锅炉厂有限公司上海200245

对SA213-T92钢焊管在600-750℃进行了不同时间的退火处理,对退火前后的残余应力进行了测定,对应力的热松弛行为进行了分析,根据高温松弛动力学曲线计算得到了松弛激活能。结果表明：退火前焊管接头表面的纵向残余应力高于横向的,两者分... 详细信息

对SA213-T92钢焊管在600-750℃进行了不同时间的退火处理,对退火前后的残余应力进行了测定,对应力的热松弛行为进行了分析,根据高温松弛动力学曲线计算得到了松弛激活能。结果表明：退火前焊管接头表面的纵向残余应力高于横向的,两者分布规律相似,离焊缝越远,残余拉应力越小;不同温度退火后焊管接头表面的残余应力比退火前均有降低,随着退火温度的升高,残余拉应力逐渐降低;根据不同退火温度下焊缝残余应力的热松弛动力学曲线,求得蠕变等效方程中的系数B为5.07×10^4,应力指数n为4.4及应力松弛激活能Q为242kJ·mol^-1。

关键词：残余应力热松弛 SA213-T92钢焊接管