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碳纤维长度对碳纤维/聚丙烯纤维毡模压成型复合材料力学性能的影响

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东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：邓思洁阳玉球东华大学纺织学院

碳纤维增强热塑性复合材料因其环保、轻质高强的优势而被广泛应用。在生产加工碳纤维（CF）时，企业常面临部分纤维质量或规格不达标而只能废弃的问题，若能有效地利用这些废弃纤维，不仅能降低成本，还能提升环保效益。利用公司生产过... 详细信息

碳纤维增强热塑性复合材料因其环保、轻质高强的优势而被广泛应用。在生产加工碳纤维（CF）时，企业常面临部分纤维质量或规格不达标而只能废弃的问题，若能有效地利用这些废弃纤维，不仅能降低成本，还能提升环保效益。利用公司生产过程中的CF尾料，短切成50 mm和70 mm，采用非织造技术，将CF与改性后的聚丙烯纤维（PP）混合均匀，制备碳纤维/聚丙烯纤维混合毡（CF/PP）。经模压成型后，测试复合材料的力学性能。借助图像识别软件ImageJ统计碳纤维毡和复合材料中CF的排布情况，实现纤维取向度定性和定量表征，讨论不同长度CF的取向和力学性能的关联性。CF在梳理和铺网过程中，较多纤维沿梳理方向排列。纤维取向的定量结果显示，梳理方向（CD）上，模压过程中PP纤维熔融使得CF在层内伸直度提高，±45°范围内，50复材-CD的纤维取向分布比50毡-CD提高10.8%；纤维取向和力学性能变化趋势一致，50复材-CD与70复材-CD的纤维取向分布比值为1.16，其拉伸强度的比值为1.17，弯曲强度的比值为1.06。

关键词：热塑性复合材料无纺结构碳纤维长度纤维取向图像识别

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空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能

表面技术 2017年第10期46卷 201-206页

作者：陶睿刘朝辉班国东罗平后勤工程学院化学与材料工程系中国人民解放军75752部队

目的探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法以短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征,将碳纤维... 详细信息

目的探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法以短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征,将碳纤维涂层与空气层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试分析涂层的吸波性能。结果当空气匹配层厚度由1 mm逐渐增加到3.5 mm时,复合涂层的最大吸收峰由高频逐渐向低频移动。匹配厚度为3 mm时,反射率峰值最低(-41 d B)。匹配厚度为2.5 mm时,有效吸收频段(反射率碳纤维含量的增加,涂层的最大吸收峰频率均呈下降趋势,有效吸收频段向低频移动。碳纤维含量(质量分数)低于0.1%时,只有碳纤维长度达到3 mm,涂层才具备有效吸波性能。碳纤维含量为0.1%~0.2%,碳纤维长度为2 mm时,涂层吸波性能最好。碳纤维含量超出0.2%,碳纤维长度为1 mm时,涂层已经具备较好的吸波性能。结论通过调节空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度,空气层匹配碳纤维吸波涂层在不同频段均能实现对电磁波的有效吸收。

关键词：短切碳纤维吸波涂层匹配厚度碳纤维含量碳纤维长度吸波性能

短碳纤维增强2024铝基复合材料微屈服行为研究

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特种铸造及有色合金 2016年第6期36卷 637-640页

作者：邓高生杨瑞宾刘忠侠郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室

采用液态搅拌铸造制出了纤维长度分别为2mm和3mm、含量为2%的短碳纤维增强的含Sc的2024铝基复合材料。用加载-卸载法研究了两种材料不同时效态的微屈服性能。结果表明,短碳纤维增强2024铝基复合材料的微屈服强度具有宏观强度时效强化规... 详细信息

采用液态搅拌铸造制出了纤维长度分别为2mm和3mm、含量为2%的短碳纤维增强的含Sc的2024铝基复合材料。用加载-卸载法研究了两种材料不同时效态的微屈服性能。结果表明,短碳纤维增强2024铝基复合材料的微屈服强度具有宏观强度时效强化规律特征。峰值时效的材料具有最高的微屈服强度;微屈服阶段硬化率先增大后减小,均远高于宏观屈服初期硬化率。相比于2mm碳纤维,3mm碳纤维增强的含Sc的2024铝基复合材料具有更高的微屈服强度。

关键词：铝基复合材料微屈服碳纤维长度时效工艺

碳纤维混凝土单轴循环受压应力应变曲线试验研究

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建筑科学 2021年第5期37卷 113-121页

作者：尹俊红周继阳赫中营河南大学土木建筑学院河南开封475000

为了研究碳纤维混凝土的力学行为,制作混凝土试块进行单轴循环受压试验,分析碳纤维不同长度和掺量等影响因素对混凝土力学性能的影响。试验表明:掺有碳纤维的混凝土试件不仅呈现出了比较明显的延性破坏特征,而且还可以使混凝土的循环受... 详细信息

为了研究碳纤维混凝土的力学行为,制作混凝土试块进行单轴循环受压试验,分析碳纤维不同长度和掺量等影响因素对混凝土力学性能的影响。试验表明:掺有碳纤维的混凝土试件不仅呈现出了比较明显的延性破坏特征,而且还可以使混凝土的循环受压力学行为得到显着的提高,主要表现为提高峰值应力、峰后延性和滞回耗能能力,也减小了刚度退化程度和塑性应变累积等。基于本试验得到的结果,建立了碳纤维混凝土受压应力应变曲线方程,为碳纤维混凝土结构设计和工程应用提供了帮助。

关键词：碳纤维混凝土碳纤维长度力学性能反复荷载

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碳纤维增强混凝土力学性能研究

河南大学学报（自然科学版） 2021年第6期51卷 699-705页

作者：尹俊红纪艳春赫中营耿腾飞河南大学土木建筑学院河南开封475004

为了研究碳纤维长度和体积掺量对混凝土力学性能的增强效果,制备了C30、C40强度等级的混凝土,添加碳纤维长度为10mm和20mm,碳纤维体积掺入率为0%~0.32%、进行了18组(54个)立方体试件的轴心受压性能实验,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度.... 详细信息

为了研究碳纤维长度和体积掺量对混凝土力学性能的增强效果,制备了C30、C40强度等级的混凝土,添加碳纤维长度为10mm和20mm,碳纤维体积掺入率为0%~0.32%、进行了18组(54个)立方体试件的轴心受压性能实验,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度.实验结果表明:不同掺量的碳纤维对混凝土的抗压、劈拉强度均有不同程度的影响,总体上随着碳纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度及劈拉强度随之增加,但在碳纤维长度为20mm时混凝土抗压强度有所降低;当掺量小于0.08%时,C30混凝土的抗压强度增长幅度较劈拉强度大,C40混凝土的劈拉强度增长幅度较抗压强度大;并且当碳纤维掺量达到一定量时抗压强度与劈拉强度的增长幅度均较小;实验得出长度为10mm的碳纤维能更好增强抗压和劈拉强度,对劈拉强度的增加更加明显;碳纤维添加在C40混凝土中较C30中发挥效果更佳.

关键词：增强混凝土碳纤维长度碳纤维体积掺量力学性能强度比

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碳纤维混凝土抗冲击性能研究

河南工程学院学报（自然科学版） 2019年第4期31卷 28-31页

作者：陈庆丰李少帅余龙泽王玉寒河南工程学院土木工程学院

参考美国ACI 544规定,利用自制落锤冲击试验装置,研究了碳纤维掺量和碳纤维长度对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:当混凝土中碳纤维含量达到1.4%时,抗冲击性能达到最优,继续增加碳纤维的含量,抗冲击性能反而有所下降;保持碳纤维掺量... 详细信息

参考美国ACI 544规定,利用自制落锤冲击试验装置,研究了碳纤维掺量和碳纤维长度对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:当混凝土中碳纤维含量达到1.4%时,抗冲击性能达到最优,继续增加碳纤维的含量,抗冲击性能反而有所下降;保持碳纤维掺量为1.4%不变,改变碳纤维的长度,得出当碳纤维长度为10 mm时,混凝土抗冲击性能最优;碳纤维在混凝土试块中起到增强、阻裂作用,使素混凝土的抗冲击性能得到了提高。

关键词：碳纤维混凝土抗冲击性能碳纤维掺量碳纤维长度