螺旋碳纤维学位论文

螺旋桨碳纤维是当代工业临盆中一种异常紧张的资料，它强度高、分量轻、防侵蚀、耐水、运用寿命长，在各个行业都有利用。作为动力装配的螺旋桨，本来是用金属、木材、塑料等质料制作的，用碳纤维资料制作的话也有许多上风。

碳纤维螺旋桨，刚开端只用在军事用途上，投入了年夜量的人力物力财力。跟着科技程度的进步，它的手艺逐渐成熟，制作本人民币降落，夷易近用工业也开端运用。如今它可以用在船舶、航行器以及航空船舶模子上面。以船舶为例，它靠螺旋桨将主机的马力传送到水中，再由螺旋桨两面的压力差推进船只行进，以是螺旋桨要蒙受来自各个偏向的力。对付螺旋桨，机能方面有如许的要求：比重小、耐蚀性佳、弹性康复、强度高。分量轻的螺旋桨，对晋升速率有显著的后果，还能减低油耗。船舶螺旋桨历久浸泡在水中，多半环境照样海水，这就要求有较康复的耐蚀性。弹性康复的螺旋桨，可以吸引震荡，进步运用寿命。最紧张的是强度高，能力蒙受住来自各方的力。

可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。  经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。    1，粘胶(纤维素)基碳纤维  用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。  虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。    2，沥青基碳纤维  1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。  目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年

已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。

3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维

PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。

1、交通运输领域大丝束碳纤维在交通运输领域的应用主要体现在民用飞机、汽车、快速列车以及其他交通工具。如ZOLTEK公司生产的大丝束碳纤维用于制造碳/碳复合材料刹车系统；美国摩里逊公司用大丝束碳纤维生产的汽车传动轴应用于通用汽车载重汽车，碳纤维在汽车领域的应用可以大幅度减少汽车重量，从而减少能源的使用量和提升汽车控制系统，有利于对环境的保护，成为汽车轻量化的首选。2、能源领域碳纤维在能源领域具有广阔的应用前景。目前，在能源领域，碳纤维增强复合材料主要解决两个问题，一是提高能源的利用率问题，如碳纤维用于汽车零部件，可减轻汽车重量，提高燃料利用率；二是提供清洁能源，如碳纤维用作风电叶片和风力发电机螺旋桨应用于风电领域。3、体育休闲领域大丝束碳纤维主要应用领域是体育休闲领域，其产品主要有钓鱼竿、高尔夫球杆、滑雪板、羽毛球拍等。美国阿尔笛拉公司每年生产25000根碳纤维高尔夫球杆。4、基础设施领域大丝束碳纤维在基础设施方面可用作增强水泥。碳纤维增强水泥复合材料具有很高的强度和刚度，可以在桥梁、建筑等方面应用，进一步增加建筑的使用年限。

3K碳布+环氧树脂或者预浸布，用热压法。或者直接进压力釜，同时抽真空。