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公开(公告)号：CN109987948A
公开(公告)日：2019-07-09
申请号：CN201910299384.4
申请日：2019-04-15
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： C04B35/628 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种碳纤维增强陶瓷基复合材料热解碳界面层的制备方法。该方法采用硅烷偶联剂接枝法在碳纤维表面修饰氧化石墨烯，采用酚醛树脂溶液浸渍、热裂解法在氧化石墨烯修饰后的碳纤维表面形成热解碳界面层。该方法实现了碳纤维、氧化石墨烯和酚醛树脂的有效结合，制备的热解碳界面层制备工艺简单、厚度可调整、易于控制，且厚度均匀、缺陷少，对陶瓷基复合材料有优异的增强效果。
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公开(公告)号：CN108642605A
公开(公告)日：2018-10-12
申请号：CN201810311440.7
申请日：2018-04-09
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
摘要： 本发明公开了一种高强度高模量碳纤维，其制备方法包括：(1)以纤维体密度作为结构性能指标，采用预氧化炉对前驱体纤维进行六温区预氧化处理，得到预氧化纤维；(2)使用低温碳化炉对预氧化纤维进行六温区的低温碳化处理后，再使用高温碳化炉对低温碳化纤维进行五温区高温碳化处理，制备得到碳纤维；(3)采用高温石墨化炉对碳纤维进行超高温石墨化处理，制备得到所述的高强度高模量碳纤维。在纤维连续制备过程中，通过预氧化、低温碳化、高温碳化及石墨化的温度、牵伸倍率、停留时间等匹配设计，实现碳纤维的高强度、高模量，以及性能稳定，通过本发明方法制备得到的碳纤维拉伸强度高于4.2GPa、拉伸模量高于500GPa。
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公开(公告)号：CN108486692A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810339670.4
申请日：2018-04-16
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
摘要： 本发明公开了一种高强高模碳纤维的处理系统，包括依次连接的表面处理装置、水洗装置和热干燥-氧化装置；所述热干燥-氧化装置由热干燥系统及氧化系统组成，热干燥系统包括防护保温箱、光源和排气通道；氧化系统包括氧化性气氛反应器、辅助光源和防护箱。还公开了一种高强高模碳纤维的处理方法，包括：(1)高强高模碳纤维丝束连续经过表面处理装置，对纤维表面进行氧化处理；(2)采用水洗装置对高强高模碳纤维表面进行水洗；(3)水洗后的高强高模碳纤维丝束经过热干燥-氧化装置，收丝，即得。本发明的方法操作简单、可控性强，而且耗能小，可在实现高强高模碳纤维连续、快速、高效烘干基础上，实现碳纤维表面的二次活化。
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公开(公告)号：CN111926438A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010831346.1
申请日：2020-08-18
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
摘要： 本发明涉及纤维改性加工领域，公开一种耐紫外光型高强高模PBO纤维制备方法，在惰性气体保护下，将施加有轴向张力的PBO-AS纤维通过热处理通道，得到所述耐紫外光型高强高模PBO纤维；所述热处理通道的温度为600-700℃，PBO-AS纤维通过热处理通道的时间不大于10min，通过对热处理温度和时间的严格控制，可以最大限度地保留PBO纤维拉伸强度，且同时提高了其拉伸模量，对PBO纤维耐紫外光性能的提高大有裨益，能够极大地提升PBO纤维的应用价值，制备成本低及易于产业化等优势，是极具潜力的PBO纤维改性方式，具有非常大的实用价值。
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公开(公告)号：CN109023592B
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN201810431103.1
申请日：2018-05-08
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： D01F9/22
摘要： 本发明公开了一种高拉伸强度高拉伸模量碳纤维，其制备方法包括：(1)以纤维内部H元素含量作为纤维结构控制指标，采用预氧化炉对聚丙烯腈纤维进行六温区的预氧化处理，制得H元素含量为4.0～4.4％的预氧化纤维；(2)使用低温碳化炉对预氧化纤维进行五温区的低温碳化处理，再用高温碳化炉进行四温区的高温碳化处理；(3)采用超高温石墨化炉对高温碳化纤维进行超高温石墨化处理，制备得到所述碳纤维。在纤维连续制备过程中，通过对预氧化、低温碳化、高温碳化及石墨化的温度、牵伸倍率及停留时间进行匹配设计，实现碳纤维的高拉伸强度、高拉伸模量，通过本发明方法制备得到的碳纤维拉伸强度高于4.5GPa、拉伸模量高于540GPa。
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公开(公告)号：CN110541210A
公开(公告)日：2019-12-06
申请号：CN201910832235.X
申请日：2019-09-04
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
摘要： 本发明公开了一种富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维，属于多孔碳纤维制备和应用领域。所述聚丙烯腈基富氮多孔碳纤维中氮的质量含量为20～25％，比表面积为300～600m2/g，总孔体积为0.1～0.4cm3/g，微孔体积占总孔体积的75～85％。本发明还公开了所述的富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，将原料纤维置于非密闭空气环境中进行空气气氛热处理，获得富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维。所述的富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维对二氧化碳具有良好的吸附性，同时具有优异的CO2/N2选择吸附性，可应用于二氧化碳的吸附领域中。所述的富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维微孔率高、比表面积大，且该富氮多孔聚丙烯腈基碳纤维的制备方法同时实现碳化和活化，减少了时耗与能耗。
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公开(公告)号：CN110078515A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910299362.8
申请日：2019-04-15
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： C04B35/571 , C04B35/628 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种氧化石墨烯改性碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法。该方法首先对碳纤维表面进行氧化处理，然后采用硅烷偶联剂接枝法在碳纤维表面接枝氧化石墨烯，最后采用先驱体浸渍裂解法使聚碳硅烷先驱体溶液在氧化石墨烯修饰后的碳纤维表面浸渍，然后固化、高温裂解形成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。该制备方法中碳纤维表面的氧化石墨烯可以保护碳纤维免受物理和化学的损伤，能够明显改善与先驱体溶液的浸润性，显著增加了碳纤维与碳化硅陶瓷基体之间的结合界面，提高了碳纤维增强体与陶瓷基体之间的界面结合力，保证了陶瓷基体与纤维增强体之间载荷的有效传递。
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公开(公告)号：CN108754673A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810431101.2
申请日：2018-05-08
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： D01F9/22
摘要： 本发明公开了一种高拉伸模量石墨纤维及其制备方法，包括如下步骤：对先驱体纤维进行热处理，得到热交联纤维，以环化程度作为热交联纤维的结构控制指标，选择环化程度在55～100％范围的热交联纤维，将选择得到的纤维连续依次通过七温区低温碳化炉、三温区高温碳化炉和单温区石墨化炉，制备得到所述的高拉伸模量石墨纤维。在纤维连续制备过程中，通过对原料纤维环化程度的控制，合理设计低温碳化、高温碳化以及石墨化的处理工艺，实现碳纤维的高模量性能，通过本发明方法制备获得的碳纤维拉伸模量高于500GPa。
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公开(公告)号：CN109987948B
公开(公告)日：2022-03-08
申请号：CN201910299384.4
申请日：2019-04-15
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： C04B35/628 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种碳纤维增强陶瓷基复合材料热解碳界面层的制备方法。该方法采用硅烷偶联剂接枝法在碳纤维表面修饰氧化石墨烯，采用酚醛树脂溶液浸渍、热裂解法在氧化石墨烯修饰后的碳纤维表面形成热解碳界面层。该方法实现了碳纤维、氧化石墨烯和酚醛树脂的有效结合，制备的热解碳界面层制备工艺简单、厚度可调整、易于控制，且厚度均匀、缺陷少，对陶瓷基复合材料有优异的增强效果。
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公开(公告)号：CN110078515B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN201910299362.8
申请日：2019-04-15
申请人： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC分类号： C04B35/571 , C04B35/628 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种氧化石墨烯改性碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法。该方法首先对碳纤维表面进行氧化处理，然后采用硅烷偶联剂接枝法在碳纤维表面接枝氧化石墨烯，最后采用先驱体浸渍裂解法使聚碳硅烷先驱体溶液在氧化石墨烯修饰后的碳纤维表面浸渍，然后固化、高温裂解形成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。该制备方法中碳纤维表面的氧化石墨烯可以保护碳纤维免受物理和化学的损伤，能够明显改善与先驱体溶液的浸润性，显著增加了碳纤维与碳化硅陶瓷基体之间的结合界面，提高了碳纤维增强体与陶瓷基体之间的界面结合力，保证了陶瓷基体与纤维增强体之间载荷的有效传递。
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