基于碳纳米纤维的碳碳复合纤维
Nitilaksha Hiremath1, Sunay Bhat2, Ramiz Boy3
1Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Lexington, KY, USA. nitilaksha.hiremath@uky.edu.
Discover nano
|December 21, 2023
概括
这项研究使用碳纳米纤维 (CNF) 增强了聚烯二 (PAN) 碳纤维. 在CNF的3.2%重量下,可以获得最佳的性能,在强度和刚度上显著改善.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 聚烯 (PAN) 是碳纤维生产的常见前体.
- 提高基于PAN的碳纤维的机械性能对于先进的应用至关重要.
- 纳米材料的结合提供了一条提高纤维性能的途径.
研究的目的:
- 为了研究将电子束辐射,表面修饰碳纳米纤维 (CNF) 纳入PAN的效果.
- 为了最大限度地提高纤维特性,优化CNF含量.
- 了解CNF分散和由此产生的复合纤维性能之间的关系.
主要方法:
- PAN前体纤维使用湿制备,CNF度不同,分别为3.2重%和6.4重%.
- 纤维在碳化之前和之后的热,机械和形态性质的特征.
- 技术包括SEM/FIB,XRD和拉伸测试,以评估纤维结构和性能.
主要成果:
- 绘制前体纤维增加了拉伸强度和模量超过150%.
- 与原始的PAN纤维相比,碳化复合纤维的强度增加了四倍,刚度增加了14倍.
- 3.2%重量的CNF装载带来了最大的物业提升,而更高的装载由于分散挑战导致回报减少.
结论:
- 表面修饰和CNF的均分散对于增强PAN基碳纤维的性能至关重要.
- 为了最大限度地提高机械性能,存在最佳的CNF含量,在本研究中,3.2%的重量证明是最有效的.
- 这些发现为通过纳米纤维增强设计高性能碳复合纤维提供了洞察力.
