高性能碳纤维增强复合材料_材料科学与工程专业本科生毕业论文
碳碳复合材料论文
碳碳复合材料论文碳／碳复合材料概述C／C复合材料是指以碳纤维作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料。
作为增强体的碳纤维可用多种形式和种类，既可以用短切纤维，也可以用连续长纤维及编织物。
各种类型的碳纤维都可用于C／C 复合材料的增强体。
碳基体可以是通过化学气相沉积制备的热解碳，也可以是高分子材料热解形成的固体碳。
C／C 复合材料作为碳纤维复合材料家族的一个重要成员，具有密度低、高比强度比模量、高热传导性、低热膨胀系数、断裂韧性好、耐磨、耐烧蚀等特点，尤其是其强度随着温度的升高，不仅不会降低反而还可能升高，它是所有已知材料中耐高温性最好的材料。
因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。
C／C复合材料的致密化工艺C／C复合材料的制备工艺主要有两种方法：化学气相法(CVD 或CVl)和液相浸渍一碳化法。
前者是以有机低分子气体为前驱体，后者是以热塑性树脂(石油沥青、煤沥青、中间相沥青)或热固性树脂(呋喃、糠醛、酚醛树脂)为基体前驱体，这些原料在高温下发生一系列复杂化学变化而转化为基体碳。
为了得到更好的致密化效果，通常将化学气相法和液相浸渍一碳化法进行复合致密化，得到具有理想密度的C／C 复合材料。
1、化学气相法化学气相法(cVD或cVI)是直接在坯体孔内沉积碳，以达到填孔和增密的目的。
沉碳易石墨化，且与纤维之间的物理兼容性好，而且不会像浸渍法那样在再碳化时产生收缩，而这种方法的物理机械陛能比较好。
但在cVD过程中，如果碳在坯体表面沉积就会阻止气体向内部孔的扩散。
对于表面沉积的碳应用机械的方法除去，再进行新一轮沉积。
对于厚制品，CVD法也存在着一定的困难，而且这种方法的周期也很长。
2、液相浸渍法一碳化法液相浸渍法相对而言设备比较简单，而且这种方法适用性也比较广泛，所以液相浸渍法是制备C／C复合材料的一个重要方法。
它是将碳纤维制成的预成型体浸入液态的浸渍剂中，通过加压使浸渍剂充分渗入到预成型体的空隙中，再通过固化、碳化、石墨化等一系列过程的循环，最终得到C／C复合材料。
碳纤维复合材料论文
碳纤维复合材料论文标题：碳纤维复合材料：制备、性能与应用摘要：碳纤维复合材料是一种重要的先进材料，在航空航天、汽车制造、体育器材以及其他领域具有广泛的应用前景。
本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及其在不同领域的应用研究，旨在为碳纤维复合材料的研究和应用提供一定的参考。
1.引言随着科技的进步和产品性能需求的提高，新型材料的研究和应用成为一个重要的研究方向。
碳纤维复合材料以其高强度、低密度、优异的机械性能和化学稳定性等特点，受到了广泛关注。
2.碳纤维复合材料的制备方法2.1碳纤维的制备工艺2.2树脂基体的制备方法2.3复合材料的制备工艺2.4其他制备方法的研究进展3.碳纤维复合材料的性能特点3.1机械性能3.2热性能3.3电性能3.4耐腐蚀性能4.碳纤维复合材料在航空航天领域的应用4.1飞机结构件4.2发动机部件4.3航空航天用复合材料板5.碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用5.1车身材料5.2引擎附件5.3车内装饰材料6.碳纤维复合材料在体育器材领域的应用6.1网球拍6.2高尔夫球杆6.3自行车车架7.碳纤维复合材料的未来发展趋势对碳纤维复合材料未来的发展趋势进行展望，并提出了一些研究方向和应用前景。
包括在材料性能的进一步提高、制备工艺的优化、成本的降低等方面。
结论：碳纤维复合材料以其出色的性能和广泛的应用领域，成为了当今研究热点。
本文综述了碳纤维复合材料的制备方法、性能特点以及在航空航天、汽车制造和体育器材等领域的应用情况，并对其未来的发展趋势进行了展望。
碳纤维复合材料在各个领域的应用前景广阔，值得进一步深入研究和应用。
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析碳纤维增强复合材料是一种高性能的工程材料，其力学性能优异，因此广泛应用于汽车、航空航天、体育器材等众多领域。
本文将对碳纤维增强复合材料的制备及其力学性能进行分析。
一、碳纤维增强复合材料制备碳纤维增强复合材料的制备过程包括预处理、预浸、挤出成型和固化四个步骤。
1.预处理首先要进行的是碳纤维的表面处理，以提高其在树脂中的分散度和界面性能。
通常采用的表面处理方法有电弧放电、等离子体处理和化学处理等。
2.预浸将经过表面处理的碳纤维放置在树脂浸润槽中，使其充分浸润，形成预浸料。
预浸料的配方通常是30%～50%的树脂，剩余为固体颗粒如碳纤维、填充料和固化剂等。
3.挤出成型将预浸料置于挤出机中进行挤出成型。
通过不断旋转的螺旋挤出头，将材料挤出并压实，形成成型件。
挤出过程中需要控制温度和压力，以保证成型件质量。
4.固化将挤出成型的件放入固化炉中进行固化。
通常固化时间和温度均需控制，以保证材料的固化度和力学性能。
二、碳纤维增强复合材料力学性能分析碳纤维增强复合材料具有很高的强度、刚度和低密度等优点，因此应用领域十分广泛。
其力学性能通常分为强度、刚度和疲劳三个方面。
1.强度碳纤维增强复合材料的强度具体可分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度和弯曲强度等。
其中，拉伸强度是该材料的最大强度指标，引强强度也是一个很好的指标。
此外，断裂韧性、夹层剪切强度和冲击强度也是衡量强度的指标。
2.刚度碳纤维增强复合材料的刚度主要指该材料的弹性模量和剪切模量。
弹性模量是衡量该材料抵抗形变能力的能力指标，即杨氏模量，剪切模量则是衡量该材料抵抗剪切、扭矩变形能力的能力指标。
3.疲劳碳纤维增强复合材料的疲劳指标分为疲劳极限、疲劳损伤阈值和疲劳寿命。
其中，疲劳极限是材料能承受的最大循环载荷，疲劳损伤阈值是指材料的循环载荷量，其导致的裂纹扩展损伤是初始裂纹尺寸的特定百分比。
总之，通过合理的制备和分析，碳纤维增强复合材料可以具有优异的力学性能，为各种领域的工程应用带来创新和改变。
碳纤维增强碳基复合材料增密方法及其特点
碳纤维增强碳基复合材料增密方法及其特点摘要：随着碳基复合材料在航空、航天、建筑、汽车等多个领域的广泛应用，其性能要求也越来越高。
其中，碳纤维增强碳基复合材料因其优异的力学性能和电磁性能受到广泛关注。
本文基于碳纤维增强碳基复合材料的制备和加工，介绍了增密技术在碳纤维增强碳基复合材料中的应用。
论文通过实验分析探究了碳纤维增强碳基复合材料增密技术的特点。
研究表明，提高增密温度和压力，增大导热介质的介质间隙和相对比表面积可以显著提高复合材料的密度，同时在一定范围内还可改善材料的力学性能。
关键词：碳纤维增强碳基复合材料；增密技术；温度；压力；导热介质。
正文：一、引言碳纤维增强碳基复合材料是由碳纤维和碳基材料制成的一种高性能、高功能的复合材料。
由于具备良好的抗腐蚀性、高温性、高强度和高模量等特性，碳纤维增强碳基复合材料在航空航天、汽车制造、纺织机械、建筑、电子器件等领域有着广泛应用。
然而，与传统金属、合金材料相比，碳纤维增强碳基复合材料的密度较低，这限制了其在一些领域的应用。
因此，如何提高碳纤维增强碳基复合材料的密度而不影响其优异性能成为了研究的热点。
本文主要介绍一种增密技术，并研究其特点以期为复合材料的研发和制造提供一定的理论支持和实践指导。
二、增密技术原理增密技术是指将复合材料中的孔洞填满，从而提高复合材料的密度。
增密通常通过加热和施加压力来实现。
加热可以使复合材料中的松散区域减少，进而使材料的密度得以增加。
而施加压力可以使空气、水分和其他有机物从复合材料中挤出。
此外，增密时还经常会加入导热介质来促进材料的加热和压缩。
在碳纤维增强碳基复合材料的制备过程中，提高增密温度和增大压力可以有效地实现增密。
导热介质的选择对增密效果也有重要的影响。
三、增密技术的实验研究为了探究增密技术的特点，我们进行了一系列的实验研究。
研究中采用碳纤维增强碳基复合材料作为样品，以蜡烛脂作为导热介质，控制不同温度和不同压力条件下的增密效果。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究
碳纤维增强复合材料的力学性能研究随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高，碳纤维增强复合材料作为一种新型材料，逐渐受到了人们的关注和研究。
碳纤维增强复合材料的优点在于具有轻质、高强和高刚性等特点，因此在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将围绕碳纤维增强复合材料的力学性能展开讨论，并分析其优点与不足。
一、碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料是由无定形材料和纤维增强材料组成的一种粘合材料。
其力学性能是影响使用效果的重要因素。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能主要表现在强度、刚度、韧度和疲劳寿命等方面。
下面将对这些方面进行详细讨论。
1. 强度碳纤维增强复合材料的强度是指在外力作用下，材料发生断裂前所能承受的最大应力。
由于其结构特殊，具有纤维对外界应力的抗拉能力，因而其强度很高。
实验表明，碳纤维增强复合材料的抗拉强度约为1500 MPa。
而同样条件下的钢材和铝材抗拉强度只有400 MPa左右，而且在高温、腐蚀等恶劣环境下，铝材和钢材的强度更低，而碳纤维增强材料的强度不变，还会增加。
2. 刚度碳纤维增强复合材料的刚度是指在外界力作用下，材料抵抗形变的能力。
由于其纤维本身刚度很高，因此材料的刚度也很高。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的弹性模量约为210 GPa，而同样条件下的钢材和铝材弹性模量分别为200 GPa 和70 GPa左右。
因此，在需要使用刚度较高的场合下，碳纤维增强复合材料具有较好的应用前景。
3. 韧度碳纤维增强复合材料的韧度是指在受力时，材料离开弹性阶段到断裂之前所需要的功。
与强度和刚度不同，碳纤维增强复合材料的韧度较低。
这是由于该材料虽然具有纤维与增强材料的双重优势，但其内部结构复杂度很高，存在许多微小裂缝，因此材料整体的韧性有所下降。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的韧度约为25-50 kJ/m2，而同样条件下的钢材和铝材韧度分别为200 kJ/m2和10-20 kJ/m2左右。
碳纤维复合材料范文
碳纤维复合材料范文碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）是一种由碳纤维与树脂基体组成的高性能复合材料。
它具有优异的力学性能、较低的密度和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
本文将从碳纤维的特点、制备方法、力学性能及应用领域等方面进行介绍。
碳纤维是一种由碳元素组成的纤维，具有高强度、高模量和低密度等特点。
其强度比钢材高5倍以上，模量比钢材高2倍以上，密度仅为钢材的四分之一、此外，碳纤维还具有优异的耐腐蚀性和导电性，在高温环境下也能保持良好性能。
这些特点使得碳纤维在许多领域有着广泛的应用前景。
制备碳纤维复合材料的方法主要包括预浸法、浸润法和热压法等。
预浸法是将碳纤维预先浸渍于树脂中，使其成为硬化的片材，进而进行分层堆积。
浸润法是将预浸过的碳纤维层与树脂层分别压制成预制板，再进行热压或热固化处理。
热压法则是将碳纤维与树脂在加热和压力作用下同时进行热固化，形成成品。
碳纤维复合材料具有优异的力学性能，主要表现在高强度、高模量和高韧性等方面。
由于碳纤维的高强度和高模量特性，使得复合材料能够承受更大的载荷，在相同重量下具有更高的强度。
而碳纤维的高韧性也使复合材料在受力时能够表现出更好的延展性和断裂韧性。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的疲劳及耐腐蚀性能，使其能够在复杂的工程环境中长时间稳定运行。
碳纤维复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于其优异的力学性能和轻质化特点，它能够降低飞机结构重量，提升机翼等关键部件的强度和刚度，改善飞机的燃油效率。
同时，碳纤维复合材料还具有较高的耐腐蚀性，能够在大气、海洋等复杂环境下长期使用。
另外，碳纤维复合材料还广泛应用于航天器、导弹等领域，用于提升载荷能力和减轻结构重量。
汽车工业是另一个重要的应用领域。
碳纤维复合材料能够提升汽车的燃油效率和安全性能。
汽车零部件如车身、座椅和悬挂等，使用碳纤维材料可以降低整车重量，提升车辆的操控性和行驶稳定性。
碳纤维复合材料论文复合材料论文
碳纤维复合材料论文复合材料论文：我国碳纤维增强复合材料的市场状况【摘要】碳纤维复合材料（CFRP）作为一种先进的复合材料，具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，在航空航天、汽车等领域已有广泛的应用。
文章通过对碳纤维在行业中的广泛应用及现状分析，对国内碳纤维复合材料市场的问题与前景进行了探讨。
【关键词】碳纤维复合材料；体育休闲用品；结构加固工程一、我国CFRP体育休闲用品的发展情况我国在八十年代初开始研制CFRP体育运动器材。
1983哈尔滨玻璃钢研究所研制的CFRP羽毛球拍，1987年研制成功碳纤维/玻璃纤维混杂增强环氧树脂的蜂窝夹层结构四人皮艇。
八十年代中期，由于中国的改革开放政策和劳动力低廉等原因，台湾逐步把劳动力密集，污染严重的CFRP体育器材制造业转往大陆沿海地区。
例如，台湾80％的高尔夫球杆、40.50％的网球拍、羽毛球拍，60％以上的自行车架制造业转移到深圳、东莞、福州和厦门等地；一些发达国家也把该种体育器材制造业转来中国。
例如，韩国把其大部分CFRP钓鱼杆制造业转来中国天津、威海和宁波等地。
据统计，2002年国产CFRP钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍、自行车等已分别占到世界同类产品产量的60％、60％、75％、65％。
这些CFRP体育休闲用品所消耗的CF量，约占当年世界CF消耗总量的16％。
然而，由于国际CFRP体育休闲用品已处于饱和状态，今后这方面产品将基本上处于稳定状态，年增长速度大体在1％左右。
二、结构加固工程已成为CFRP产业新的增长点中国从1997年开始从国外引入CFRP加固混凝土结构技术，并开始进行相关研究，由于其巨大的技术优势，在短短的时间内很快形成研究和工程应用的热点。
目前国内已有国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心、清华大学、东南大学、天津大学、北京航空航天大学、北京化工大学、中国建筑科学研究院等数十个高校和科研院所先后开展了CF加固建筑结构的研究，已完成多项研究课颗，发表研究论文100多篇。
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究引言：碳纤维增强复合材料是一种具有高性能和轻质化特点的新材料，广泛应用于航空航天、汽车、船舶和体育器材等领域。
本文将从碳纤维的制备方法、复合材料的制备工艺以及其性能研究等方面进行探讨。
一、碳纤维的制备方法碳纤维是一种由高度纯净的碳素原料制备而成的纤维。
目前常用的制备方法主要有聚丙烯腈纤维炭化法、沥青纤维炭化法和煤沥青纤维炭化法。
聚丙烯腈纤维炭化法是最常用的制备碳纤维的方法，其过程包括聚合、纺丝、预氧化、炭化和高模拉伸等步骤。
该方法制备的碳纤维具有较好的力学性能和电导率，广泛应用于航空航天领域。
沥青纤维炭化法利用含碳的原料，如煤沥青或石油沥青，制备碳纤维。
该方法具有制备工艺简单、成本低的优点，但碳纤维的力学性能相对较低。
煤沥青纤维炭化法是一种利用煤沥青作为碳纤维原料的方法。
通过将煤沥青纺丝成丝线，然后炭化处理得到碳纤维。
这种制备方法的碳纤维具有竖直排布的孔隙结构，结构独特，但强度较低。
二、复合材料的制备工艺碳纤维增强复合材料的制备工艺是将碳纤维与树脂复合而成的一种新型材料。
制备过程主要包括预处理、层叠和固化等步骤。
预处理是指对碳纤维进行表面处理，以增强其与树脂的粘结能力。
常用的方法有碱处理和氧等离子体处理。
碱处理可以使碳纤维表面形成羟基官能团，提高粘结性能。
而氧等离子体处理可以增加碳纤维表面的活性基团，提高其化学反应性。
层叠是将预处理过的碳纤维与树脂按照设计要求进行层叠，形成复合材料的初始结构。
层叠可以通过手工层叠和机械层叠两种方式进行，手工层叠适用于小批量生产，机械层叠适用于大规模生产。
固化是指将层叠好的碳纤维与树脂的复合材料放入固化设备中，在一定的温度和压力下进行固化反应。
固化过程中，树脂将热固化，与碳纤维形成牢固的化学键，使复合材料具有较好的力学性能和稳定性。
三、性能研究碳纤维增强复合材料的性能主要包括力学性能、热性能和导电性能等。
力学性能是衡量复合材料强度和刚度的重要指标，包括拉伸、弯曲和剪切等性能。
碳纤维及其复合材料论文
燕京理工学院《高分子材料》论文题目碳纤维及其复合材料学号 120120085班级高材1204姓名包骏基日期：2014年12月29日碳纤维及其复合材料摘要碳纤维极其复合材料作为当今一种高科技材料，具有比强高、比模量高等特性，并广泛应用于航空航天、电子、高速列车、工程建筑等领域。
因其优异的特性，国际上的技术封锁使我国碳纤维产业发展速度缓慢。
关键词：性能优异，应用广泛，前景广阔，国内技术落后CARBON FIBER AND ITS COMPOSITE MATERIALABSTRACTCarbon fiber composite material as a high-tech materials today, than high strength and high modulus than characteristics, and is widely used in aerospace, electronics, high-speed train,engineering construction and other fields.Because of their excellent characteristics, international technology blockade make carbon fiber industry in China development is slow.KEY WORDS：performance, wide applicationed, prospect, domestic technology lag behind第1章绪论一.碳纤维及其复合材料的物理结构特性碳纤维（Carbon fiber，简称CF）是含碳量高于90%的无机高分子纤维，是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构，也是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维。
碳纤维增强聚合物复合材料的制备及性能优化
碳纤维增强聚合物复合材料的制备及性能优化碳纤维增强聚合物复合材料是一种具有很高强度、刚度和轻量化特性的复合材料。
在航空、航天、汽车、体育器材等领域有广泛的应用。
该复合材料的制备及性能优化一直是研究的热点。
1. 碳纤维增强聚合物复合材料的制备首先，需要准备炭纤维、树脂等制备材料，并对炭纤维进行处理以提高其与树脂的附着力，避免复合材料在使用过程中出现开裂等问题。
处理方法包括氧化、等离子处理、表面涂层等。
其次，制备工艺包括注塑成型、手工层叠法、自动化生产线等。
不同的制备方式因其成本、工艺难度以及制备复合材料的性能优劣等方面都有所不同。
在实际制备过程中，需要注意的是，树脂的选择及其与炭纤维的相容性和黏附力的极度重要，因为这些因素决定着复合材料的强度和刚度。
同时，需要严格控制成型中的温度和压力，以确保复合材料的成型质量。
2. 碳纤维增强聚合物复合材料的性能优化虽然碳纤维增强聚合物复合材料的强度和刚度已经非常高，但其性能还有很大的优化空间。
下面介绍一些常见的优化方法。
（1）加工工艺优化。
加工工艺的精度和控制直接关系到复合材料的性能。
因此，需要采用各种精密的加工工艺和设备，如超声波波束缺陷检测技术、树脂射出成型技术等。
（2）纤维填充比优化。
纤维填充比是碳纤维增强聚合物复合材料中炭纤维重量与总重量的比值。
增加纤维填充比能够显著提高复合材料的强度和刚度。
但过高的纤维填充比会显著增加成本，且可能会带来其他问题。
（3）炭纤维类型优化。
不同类型的碳纤维具有不同的强度、刚度和密度等特性，因此，选择合适的炭纤维类型能够进一步提高复合材料的性能。
（4）材料界面优化。
复合材料中的树脂和炭纤维之间的界面对复合材料的性能有重要影响。
因此，通过涂层等手段改善树脂和炭纤维之间的界面作用能够进一步提高复合材料的性能。
总之，碳纤维增强聚合物复合材料的制备和性能优化是一个不断进步的过程。
只有不断探索和求索，才能不断提高碳纤维增强聚合物复合材料的性能和质量，进一步拓宽其应用领域。
碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究
碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究随着科技水平的不断提高，新材料的应用越来越广泛，并且其应用场景也越来越复杂。
而对于一种优异性能的新材料——碳纤维增强复合材料，除了在高端航空航天、船舶等领域有广泛应用外，其它领域的应用还有待开发。
在这篇文章中，将介绍碳纤维增强复合材料的制备方法和相关性能的研究。
1.碳纤维增强复合材料的制备首先，我们需要先了解一下什么是碳纤维增强复合材料。
通俗讲，就是将碳纤维与胶泥（即树脂）混合，并加上环氧等原料，形成了一种材料。
由于碳纤维本身就具有很高的强度，再加上复合材料的生产工艺，形成的即是碳纤维增强复合材料，其性能得到了极大的提升。
碳纤维增强复合材料的制备过程有多种方法，其中常用的包括手工层积、自动机器层积、管件压片、吹塑法等方法，下面，我们详细介绍手工层积和自动机器层积的制备方法。
1.1 手工层积手工层积又称为手工贴片，是碳纤维增强复合材料常用的制备方法。
其具体操作步骤为：将预先加工好的碳纤维（以布的形式）和树脂混合物按照一定的角度排列在模具中，然后用滚轮滚压在树脂层内将碳纤维涂布。
手工层积方法虽然成本低，但是关键在于工艺人员的操作技能和经验，对原材料的适应性较高，使用的条件和环境要求较高，而且生产效率较低。
1.2 自动机器层积自动机器层积又称为机器层积，是一种通过机器自动控制的生产方法，具有效率高、输出质量稳定等优点。
其操作步骤为：在机器上先剪好碳纤维和树脂的成型体，然后按一定的规则排列在模具上，并将其贴合在一起，最后经过高温热压处理。
自动机器层积方法在复合材料制备中的应用比较广泛，精度高，可以降低人工操作错误的概率，提高生产效率和产出质量。
但是其设备投资成本较高。
2.碳纤维增强复合材料的性能研究2.1 机械性能碳纤维增强复合材料在机械性能方面表现优异，比如强度、刚度以及疲劳性能等，这得益于碳纤维自身具有的高强度和高模量。
因此，在通常情况下，碳纤维增强复合材料的强度和刚度均优于同等质量的金属材料。
碳纤维增强复合材料的制备和性能研究
碳纤维增强复合材料的制备和性能研究碳纤维增强复合材料是一种性能卓越的新型材料，因其高强、高模量、低密度等独特的优点，已被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
本文将从制备工艺和性能研究两个方面，介绍碳纤维增强复合材料的相关知识。
制备工艺碳纤维增强复合材料的制备主要分为预浸料法、纺织干法、树脂浸渍法、压缩成型法等多种方法。
其中，预浸料法是目前应用最为广泛的一种方法。
预浸料法是指将预先浸渍有树脂的碳纤维编织物进行挤压、裁切、叠层、真空固化等工艺处理后，形成具有一定尺寸和几何形状的带有树脂固化成型的复合材料。
在预浸料法中，树脂的浓度和粘度是制备复合材料质量的关键因素。
一般来说，浓度越高制备的复合材料强度和刚度越高，但粘度也会相应变大，影响材料的成型和施工效率。
性能研究碳纤维增强复合材料的性能主要取决于纤维的取向、纤维间的相互作用、树脂的性质等多个因素。
因此要研究并提高碳纤维增强复合材料的性能，需要从这些方面入手。
一、纤维取向纤维取向是影响复合材料性能的重要因素之一。
研究表明，碳纤维增强复合材料中，纤维方向与应力方向夹角越小，材料的强度就越高。
此外，合理的叠层方式和编织角度也可以提高复合材料的性能。
二、纤维间相互作用相较于金属材料，复合材料中纤维间的相互作用更加显著。
若纤维之间的相互作用力太小，则不利于提高材料的强度和刚度。
通过改善纤维表面活性、增加编织细度、改变纤维长度等方法可以促进纤维间相互作用。
三、树脂性质树脂作为复合材料的胶黏剂，直接影响复合材料的强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性等性能。
一般来说，具有很好物理性质、化学稳定性、耐热性以及耐腐蚀性的树脂对提高碳纤维增强复合材料的性能有很大帮助。
四、纤维表面处理纤维的表面通常具有低表层能和惰性，不利于树脂与纤维之间的黏结。
而表面处理可以增加纤维的化学活性或形态变化，提高与树脂的相容性，使树脂与纤维之间的界面更强化。
结论碳纤维增强复合材料在航空、航天、汽车、电子等领域中有着广泛的应用前景。
高性能碳纤维增强复合材料_材料科学与工程专业本科生毕业论文
高性能碳纤维增强复合材料第1章绪论1.1 课题概述复合材料是指用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分，通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料，由基体、增强体及它们之间的界面组成。
复合材料不仅具备各组分材料的性能，更具备各组分因协同效应而产生的优越综合性能。
其分类方法有多种，其中，按照基体材料的性质通常分为金属基复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料。
复合材料按照增强体的几何形态分为四类，即纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、薄片增强复合材料和叠层复合材料。
复合材料中常用的纤维状增强体有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维和金属纤维等。
碳纤维增强树脂基复合材料以树脂为基体，以碳纤维及其织物为增强体，可做结构材料，也可作功能材料。
高性能树脂基复合材料是其中最新和最重要的一类，其树脂基体有环氧树脂、双马来酰亚胺和酚醛树脂等，因其高强度、高模量和低密度等特点，常作为结构材料，其拉伸强度一般在3500MPa以上，是普通钢拉伸强度的7~9倍；其密度约为铝合金的60%，模量为230~430GPa，明显高于普通钢材，因此，其比强度就超过2000MPa/(g/cm3)，远高于普通钢材的59MPa/(g/cm3)，比模量也远高于普通钢材。
相对金属材料，碳纤维增强树脂基复合材料更易实现大型构件的成型，减少构件之间铆钉等连接环节，并具有良好的尺寸稳定性[1-3]。
随着航空航天和现代武器的不断发展，对所用材料提出了更高的要求。
例如在设计导弹、人造卫星、飞机的承载构件时，越来越需要高比强度和高比模量的材料，于是轻质、高强的先进树脂基复合材料在高科技领域和国防建设中占有越来越重要的位置[4-5]。
高性能碳纤维增强复合材料不仅能够有效地提高结构的刚度，还能有效地降低航天器自身的重量[6-9]，进而减少燃料成本，提高飞机的携带能力，增强飞机的可靠性和经济性。
航天器的发射成本是非常昂贵的，每公斤高达数十万美元，因此有效地降低航天1器自身重量成为了降低航天器有效载荷成本的关键所在。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料
首先，碳纤维增强复合材料由碳纤维和树脂基体组成。
碳纤维
是一种高强度、高模量的纤维材料，具有优异的力学性能。
而树脂
基体则起到了粘合和保护碳纤维的作用。
常见的树脂基体包括环氧
树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等。
碳纤维和树脂基体经过复合工艺，可以形成具有优异性能的碳纤维增强复合材料。
其次，制备碳纤维增强复合材料的工艺包括预浸料成型、手工
层叠成型和自动化成型等。
其中，预浸料成型是一种常用的工艺方法，其过程是将碳纤维与树脂预浸料预先混合，然后通过模具成型、固化等工艺步骤，最终得到碳纤维增强复合材料制品。
另外，自动
化成型技术的发展也为碳纤维增强复合材料的大规模生产提供了可能。
碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优异性能。
其拉伸强度和弹性模量分别是钢的2-5倍和5-10倍，而密度却只有
钢的1/4。
因此，碳纤维增强复合材料在航空航天、汽车、船舶等
领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，碳纤维增强复合材料被
用于制造飞机机身、机翼、尾翼等部件，可以减轻飞机重量，提高
燃油效率。
在汽车领域，碳纤维增强复合材料被用于制造车身、底
盘等部件，可以提高汽车的安全性能和燃油经济性。
在船舶领域，碳纤维增强复合材料被用于制造船体、桅杆等部件，可以提高船舶的航行速度和耐久性。
综上所述，碳纤维增强复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着材料科学技术的不断发展，碳纤维增强复合材料将在更多领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
碳纤维增强高性能复合材料的开发与应用
碳纤维增强高性能复合材料的开发与应用近年来，全球经济和技术的不断发展，推动了新材料的研发和应用。
而碳纤维增强高性能复合材料就是其中的佼佼者。
碳纤维增强复合材料以其优异的性能和广泛的应用领域，逐渐成为新型材料的代表。
一、碳纤维增强高性能复合材料的定义和特点碳纤维是一种高强度、高模量的新材料，其单根纤维直径很细，通常为10~15μm，但其单位横截面积所能承受的应力却比钢铁高6~12倍。
碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀和良好的热导性和电导性等特点。
碳纤维增强高性能复合材料是利用将碳纤维和树脂、金属等材料进行复合而成的一组新型材料。
其中，碳纤维的强度和模量是复合材料的关键性能指标，而树脂等基体材料则起着固定、传递应力的作用。
碳纤维增强复合材料的主要特点是：强度高、重量轻、刚性好、耐疲劳、耐腐蚀、热膨胀率小等。
除此之外，碳纤维增强复合材料还可以按其制备方法的不同分为预浸法（PF）、浸渍法（RTM）、转子滑动法、纺织法（QAI）、自动连续パルプ状形成法（ACC）等几种。
二、碳纤维增强高性能复合材料的应用领域碳纤维增强复合材料因为其特殊的性能，广泛地应用于航空、航天、能源、体育器材、汽车等领域。
其中，航空和航天领域是碳纤维增强复合材料的重要应用领域。
1、航空和航天领域航空和航天领域是碳纤维增强复合材料的主要应用领域之一。
航空和航天器材需要高强度、轻量化的材料，以提高航空器、飞机和航天器的速度、安全性和降低燃料消耗等。
碳纤维增强复合材料相比于传统的金属材料，具有重量轻且强度高的优点，更加符合航空器材的应用要求。
因此，航空航天器材中广泛采用碳纤维增强复合材料作为结构材料，如波音737和空客A380等飞机的竖尾翼、机翼、驾驶舱等皆采用碳纤维增强复合材料。
2、汽车领域汽车领域是碳纤维增强复合材料另一个重要应用领域。
随着汽车工业的发展，碳纤维增强复合材料逐渐进入了汽车领域。
汽车产业追求低油耗、低排放的同时，对汽车重量的减轻也提出了更高的需求。
碳纤维复合材料论文
碳纤维复合材料论文第一篇：碳纤维复合材料论文碳纤维复合材料摘要一、碳纤维复合材料的概况二、碳纤维复合材料的结构三、碳纤维复合材料的用途四、碳纤维复合材料的优势五、碳纤维的产业六、结论1、概况在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。
自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。
下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。
2、结构碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
3、用途碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。
碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。
高效碳纤维复合材料的研究与开发
高效碳纤维复合材料的研究与开发随着工业发展的脚步日益加快，能源和资源的问题一直是困扰着人们的难题。
因此，寻找新的节能、环保材料也成为了社会科技研究的热点。
碳纤维复合材料应运而生，并成功应用于汽车、航空等领域。
其中，碳纤维复合材料以其优越的力学性能、高的比强度和轻量化等特点而广受青睐。
碳纤维复合材料的主要成分就是碳纤维，其来源包括聚丙烯腈纤维、尼龙纤维等。
与传统金属材料相比，碳纤维复合材料具有体积小、密度低、强度高、抗腐蚀、防龟裂等优势，并且制造出来的碳纤维复合材料有非常好的性能，大大提高了产品的质量和竞争力。
但是，对于工程师和科研人员来说，制造高效碳纤维复合材料是一项十分具有挑战性的工作。
为了制造出高效的碳纤维复合材料，科学家必须针对不同领域的需求，综合考虑多种材料和加工工艺，并采用高性能的机器和设备。
制造高效碳纤维复合材料的主要难点在于材料的设计与加工工艺的设计。
首先，碳纤维的性能是制造碳纤维复合材料的关键因素。
目前，市场上普遍使用的碳纤维种类只有几种，并不能对不同的需求做出良好的回应。
因此，研究碳纤维的新型配方，提高碳纤维的强度、刚度、韧性等方面的性能成为了研究人员的关键工作之一。
其次，合适的复合材料加工工艺也是制造高效碳纤维复合材料的重要因素。
现有的复合材料加工工艺主要包括热压成型、树脂浸渍、预浸渍等。
现有的复合材料加工工艺主要面临着生产效率低、成本高、质量难以保证等问题。
为此，研究新型的加工工艺，提高加工效率，降低生产成本，提高材料的质量是非常必要的。
综上所述，制造高效碳纤维复合材料需要多个领域的专家之间的紧密合作，需要充分考虑多种材料和加工工艺的优缺点，需要拥有高性能的机器和设备，更需要打破传统思维，创造性地进行探索和研究。
因此，未来研究高效碳纤维复合材料的方向可以从以下几方面入手：1.碳纤维材料的研究。
研究更先进的碳纤维材料配方，提高碳纤维的性能，寻求碳纤维材料的新突破。
2.复合材料加工工艺的研究。
材料与人类文明论文·碳纤维材料的性能及其应用简介
碳纤维材料的性能及其应用简介自动化12仲秋晨2110308024一、引言碳纤维是在生活中应用非常广泛的一种材料，它的强度甚至可以与“太空金属”钛相媲美，但密度却不及钛的一般。
无论是在民用的自行车架、羽毛球拍还是在军用的航天、航空领域，碳纤维都是极为理想的材料。
碳纤维材料属于材料密集型材料，颇有政治敏感度，其重要性可见一斑。
中国目前的碳纤维生产水平不容乐观，只有少量的利用自主技术研发的产品能达到国际同类产品水平。
正因为碳纤维材料重要而又特殊的地位，我希望能够在这篇文章中对碳纤维材料的性能及其应用方面的简单介绍，让大家能够对碳纤维材料及其价值有一个全面的了解。
二、碳纤维材料简介1、碳纤维的特性碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，既具有一般碳素材料的特性，又有其独特的性质。
碳纤维主要具有以下特性：(1) 密度小、质量轻,碳纤维的密度为1.5-2g/cm3,相当于钢密度的1/4、铝合金密度的1/2；(2) 强度、弹性模量高,其强度比钢大4-5倍,弹性回复为100%；(3) 热膨胀系数小, 导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂；(4) 摩擦系数小,并具有润滑性；(5) 导电性好, 25℃时高模量碳纤维的比电阻为775Ω•cm,高强度碳纤维则为1500Ω•cm；(6) 耐高温和低温性好,在3000℃非氧化气氛下不熔化、不软化，在液氮温度下依旧很柔软也，不脆化；(7)耐酸性好，对酸呈惰性，能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀。
除此之外，碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性。
2、碳纤维增强复合材料与金属材料不同，尽管碳纤维可单独发挥某些功能，然而它属于脆性材料，只有将它与基底材料结合在一起时才能充分利用其优异的性能。
根据使用目的的不同可选用各种基底材料和复合方式，而目前使用最多的最广泛的就是树脂基复合材料。
（1）碳纤维增强复合材料的性能碳纤维增强复合材料着重表现了在力学性强、热物理性能以及热烧蚀性能三个方面，如密度低、高温强度好、能储存大量热能、耐烧蚀性能好等。
碳纤维增强高分子复合材料设计制备研究
碳纤维增强高分子复合材料设计制备研究一、概述随着科技的进步，高分子复合材料已经被广泛应用于各种领域，如航天、汽车、船舶、建筑等。
而碳纤维增强高分子复合材料则是其中应用最广泛的一种。
本文将重点探讨碳纤维增强高分子复合材料的设计制备研究，包括材料选择、制备方法、成型工艺等方面。
二、材料选择碳纤维是一种高性能纤维，特点是具有高强度、高刚度和低密度。
因此，碳纤维增强高分子复合材料可以兼顾轻量化和高性能的要求。
在材料选择中，需要考虑以下几个方面：1.碳纤维的类型：碳纤维的类型有很多种，包括短碳纤维、长碳纤维和连续碳纤维等。
连续碳纤维具有最好的强度和刚度性能，但也具有最高的成本。
一般情况下，根据具体应用领域及负荷要求，选择短碳纤维或长碳纤维为增强材料。
2.基体的选择：基体可以是热塑性树脂或热固性树脂。
热塑性树脂具有优良的成型性能，但强度和刚度较差；热固性树脂强度和刚度好，但成型性能差。
根据具体应用领域和要求，选择合适的基体。
3.添加剂的选择：添加剂可以改善材料的耐热性、耐腐蚀性和磨损性等。
根据具体应用领域和要求，选择合适的添加剂。
三、制备方法碳纤维增强高分子复合材料的制备方法主要有以下几种：1.手层叠（hand lay-up）：将预先涂上粘合剂的碳纤维层一层层地放在模具中，再涂上基体树脂，最后压实并加热固化。
手层叠工艺简单、成本低，但生产效率低。
2.砂型真空吸塑（vacuum bagging）：将碳纤维层和基体树脂放在放置在砂型中，用塑料袋包裹起来并抽真空，利用大气压差将树脂浸渍碳纤维，最后加热固化。
砂型真空吸塑工艺比手层叠工艺效率更高，但工艺时间比较长。
3.自动化制备（automated lay-up）：使用自动化机器人将碳纤维布和基体树脂按照设计要求定向排列并粘合，最后加热固化。
自动化制备工艺效率高，生产效率高，但设备成本较高。
四、成型工艺碳纤维增强高分子复合材料的成型工艺主要有以下几种：1.压缩成型（compression molding）：将预制好的碳纤维和基体树脂坯料放置在加热的模具中，利用模具的固定形状和温度压缩成形。
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高性能碳纤维增强复合材料第1章绪论1.1 课题概述复合材料是指用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分，通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料，由基体、增强体及它们之间的界面组成。
复合材料不仅具备各组分材料的性能，更具备各组分因协同效应而产生的优越综合性能。
其分类方法有多种，其中，按照基体材料的性质通常分为金属基复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料。
复合材料按照增强体的几何形态分为四类，即纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、薄片增强复合材料和叠层复合材料。
复合材料中常用的纤维状增强体有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维和金属纤维等。
碳纤维增强树脂基复合材料以树脂为基体，以碳纤维及其织物为增强体，可做结构材料，也可作功能材料。
高性能树脂基复合材料是其中最新和最重要的一类，其树脂基体有环氧树脂、双马来酰亚胺和酚醛树脂等，因其高强度、高模量和低密度等特点，常作为结构材料，其拉伸强度一般在3500MPa以上，是普通钢拉伸强度的7~9倍；其密度约为铝合金的60%，模量为230~430GPa，明显高于普通钢材，因此，其比强度就超过2000MPa/(g/cm3)，远高于普通钢材的59MPa/(g/cm3)，比模量也远高于普通钢材。
相对金属材料，碳纤维增强树脂基复合材料更易实现大型构件的成型，减少构件之间铆钉等连接环节，并具有良好的尺寸稳定性[1-3]。
随着航空航天和现代武器的不断发展，对所用材料提出了更高的要求。
例如在设计导弹、人造卫星、飞机的承载构件时，越来越需要高比强度和高比模量的材料，于是轻质、高强的先进树脂基复合材料在高科技领域和国防建设中占有越来越重要的位置[4-5]。
高性能碳纤维增强复合材料不仅能够有效地提高结构的刚度，还能有效地降低航天器自身的重量[6-9]，进而减少燃料成本，提高飞机的携带能力，增强飞机的可靠性和经济性。
航天器的发射成本是非常昂贵的，每公斤高达数十万美元，因此有效地降低航天1器自身重量成为了降低航天器有效载荷成本的关键所在。
此外，碳纤维增强树脂基复合材料可以根据不同的需要满足飞行器的吸波隐身、消音等功能，集结构性和功能性于一体。
航空航天领域，对材料的要求极其严格，复合材料并不能完全取代其他材料。
从20世纪70年代起，美国开始把复合材料应用于飞机制造，从最初的整流罩、扰流板到方向舵等受力较小的构件，到80年代，发展到平尾等受力较大的构件。
从昂贵的B-2战略轰炸机到小型无人战斗机X- 45A(UCA V)，CFRP被广泛的用来制作飞机壳体、机架、机翼、横梁、阻流板、尾翼舵、螺旋桨、起落架、发动机舱门等部件。
波音公司的梦想客机B787复合材料用量达到50%，欧洲空中客车也一直致力于复合材料研究，先进的大型客机A380其复合材料使用量达25%。
复合材料越来越受到各个发达国家的重视，复合材料的使用比例已成为衡量飞行器先进性的指标之一，也象征了一个国家航空航天工业的发展水平。
随着人们对碳纤维增强树脂基复合材料的认识和研究的加深，其也受到交通车辆、体育文化用品、土木建筑、风力发电机叶片等行业的关注。
CFRP在国外交通车辆方面的应用目前主要是高端的跑车及部分比赛、试验车辆。
应用比例最多的当数高科技堆成的F1赛车，CFRP约占60%。
单壳体和其它部件如悬挂、底盘、各种翼板及刹车盘主要由CFRP制成，保证了F1赛车能够以超过300Km/h的速度行驶。
大众、宝马等知名汽车生产商已经推出各自的碳纤维复合材料概念车。
碳纤维增强树脂基复合材料在众多领域得到广泛应用的同时，其研究也相应的受到科研人员的高度重视。
目前，T300等通用级碳纤维复合材料已有较多的研究与应用，而对高性能T800碳纤维的研究主要集中在纤维表面状态分析和复合材料成型工艺的两方面。
本课题以T800为研究对象，采用微滴脱粘的方法测试其与TDE85环氧树脂的复合材料界面剪切强度，并与进口的T300碳纤维和国产的CCF300进行对比分析，以此表征T800复合材料的界面性能，并分析影响其界面性能的因素，为材料结构设计和工艺优化提供理论依据。
21.2 碳纤维国内外发展概况碳纤维是指碳含量占90%以上的纤维状碳材料，在惰性气体氛围中，由各种有机纤维高温炭化制得[10]。
有机化合物在惰性气体中加热到1000~1500℃时，其中的非碳原子将被逐步驱除，碳含量逐渐增加，同时发生系列的脱氢、环化、交联和缩聚等化学作用，最终形成碳纤维[11]。
1959年，日本的进藤昭男第一次以聚丙烯腈原丝为原料制备得到碳纤维。
1962年，日本东丽(Toray)公司开始用于碳纤维生产的专用优质原丝的研制，1967年成功获得T300碳纤维。
与此同时，英国皇家航空研究所Watt等，对碳纤维生产进行技术改造，即在纤维热处理过程中施加张力进行牵伸；英国考陶尔公司(Courtaulds)随后利用该技术生产高强度、高模碳纤维。
1969年日本东丽公司成功研制特殊单体共聚聚丙烯腈原丝，结合美国UCC 碳化技术，生产出高强度、高模量碳纤维，并于1971年在滋贺(Shiga)建成产能12t/a生产线。
此后，美国、法国和德国相继引进或开发聚丙烯腈原丝及碳纤维生产。
1980 年后，众多碳纤维厂家在原料供应、纤维生产及产品供销方面进行广泛合作与竞争，促进了碳纤维产业的长足发展；与此同时，CF生产工艺不断改善和产品性能迅速提高，T400-T1000系列商品相继研发成功；目前，实验室己能制备9.03GPa的碳纤维，但距其理论强度的180GPa仍有很大差距。
目前，世界上聚丙烯腈基碳纤维的生产分化为以欧洲、美国为代表的大丝束碳纤维和以日本为代表的小丝束碳纤维。
大丝束碳纤维的产品成本低，适合于民用工业及产品开发；小丝束碳纤维的产品追求高性能化，代表世界碳纤维发展的先进水平，主要用于国防军事工业。
世界PAN基碳纤维的主要生产厂商有：美国Hexcel(赫克塞尔)、Amoco(阿莫科)和Zoltek(卓尔泰克)，日本Toray(东丽)、Toho(东邦)、Mitsubishi Rayon(三菱人造丝)等公司。
2002 年世界聚丙烯腈基碳纤维的生产能力约为3.1 万吨，大丝束碳纤维约占26%，小丝束碳纤维约占74%。
其中，Fortafil(福塔菲尔)、Zoltek、Sgl(爱斯奇爱尔)和Aldlia(阿尔迪拉)等 4 家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产；而日本Toray、Toho3及Mitsubishi Rayon 3家公司依靠多年积累的纺丝理论和工艺技术，发挥了原丝生产和性能的优势，生产出了大量的高性能碳纤维，基本上垄断了世界PAN 基小丝束碳纤维的生产，其中Toray 公司更是世界上高性能碳纤维研发的领头羊。
我国碳纤维的研制起步并不晚，也取得了一些进展和成果，但总体发展较为缓慢，国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右。
1960年意识到碳纤维的重要性，由长春应用化学所李仍元研究员等率先进行碳纤维的研究；1975 年11月，中央军委和国防科工委主持召开全国碳纤维“7511”会议，组织各方力量对碳纤维进行攻关；70 年代后期随着航空航天和现代武器的不断发展，对所用材料提出了更高的要求。
例如在设计导弹、人造卫星、飞机的承载构件时，越来越需要高比强度和高比模量的材料，于是轻质、高强的先进树脂基复合材料在高科技领域和国防建设中占有越来越重要的位置[4-5]。
1975 年在中科院山西煤化所建成我国第一条碳纤维中试线(2t/a)；1980 年开展高强型碳纤维研究，利用联合国和中国政府配套资金，北京化工大学开始碳纤维及原丝基地建设；1998年在山东泰安建成年产40t/a的碳纤维生产线。
经过多年的发展，我国T300 通用级碳纤维产业化已取得突破性进展，百吨级和千吨级碳纤维已投入生产；T700级正在进行中试放大，T800级正在实验室研制。
目前国内有一到两家单位产品品质已超过T300级的性能指标，达到T400级水平，且可小批量生产[12-13]。
1.3碳纤维表面化学组成X射线光电子能谱(XPS)法是目前国际上强有效的一种表面分析技术。
可以用于分析纤维表面的元素组成和化学状态，进行全扫描可检测到除氢以外所有纤维表面的元素，窄扫描可以确定存在于纤维表面的元素浓度以及元素的结合态，进行波形解析则可确定纤维表面可能存在的官能团[14]。
一般来说，按化学活性，碳纤维表面官能团可以分为两类，一类是使纤维表面呈现惰性的官能团，这类官能团使纤维不易与树脂基体反应，比如-C-H、-C-C-等，另一类是使纤维表面呈现活性的官能团比如羟基、羰基、羧基、琨基和酰胺基等，纤维表面活性基团的含量越多，纤维越易与树脂基体反应，其复合材料界面粘接性能就越好。
碳纤维表面特性即表面化学结构中活性基团种类及含量直接影响了纤维与树脂的4亲和性，活性基团能与树脂本身的官能团在复合时发生各种化学作用(极性作用、氢键或共价键)，从而影响复合材料的层间剪切强度[15]。
纤维表面的化学活性是以其化学活性基团的浓度表示，一般认为活性基团为含氧基团(羟基、羰基、羧基、酯基) 和含N 的胺基、酰胺基等, 因此可以用O/ C、N/ C值来表示其化学活性[16]，但这种方法有失偏颇，有学者提出用纤维表面活性C原子/ 非活性C原子数和活性N原子/ 非活性N原子数来更确切地表示各种纤维的表面活性[17]。
1.4 TDE85环氧树脂TDE85环氧树脂是一种三官能度环氧树脂，其分子中含有2个缩水甘油酯基和1个脂环环氧基，具有较高的剪切强度、较低的收缩率和优良的耐温性，被广泛用于火箭飞行器、卫星支架、飞机结构件、发动机裙等部件。
由于TDE85分子的缩水甘油酯基比普通的脂环族环氧树脂具有较高的反应活性，从而克服了一般脂环族环氧树脂对脂肪胺反应活性低，对三级胺及眯唑几乎不能固化和较脆的缺点，为TDE85树脂的固化制度提供了更多的选择，特别是它的低粘度特性尤其适用于高纤维体积含量的预制件的浸润，是复合材料液体成型中重要的基体材料[18]。
1.5 碳纤维复合材料界面研究1.5.1 复合材料界面的形成及结构复合材料中，各组分发挥各自的特点，起着独立的作用，但彼此之间又不是孤立存在的，它们相互作用、相互影响，共同决定着复合材料的性能。
特别的，碳纤维和基体各自的性能及两者在界面的结合情况共同决定了碳纤维增强复合材料的机械性能[19]。
近年来对纤维增强树脂基复合材料界面性能的研究已经越来越受到学者的重视，在此基础上也己提出了界面工程这一材料科学中的新领域，它属于边界学科，还需要进行深入研究。
对纤维增强树脂基复合材料界面层的形成及其本构关系若得到更深入的研究，会进一步优化复合材料的性能，并且可推动新型纤维复合材料的设计，以便于更好地应用与开发。