本发明专利技术提供一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，该装置包括碳纳米管输送泵、载流气压缩机和工作室，其改进之处在于，工作室分别设有气化喷嘴和高压风力喷射机构，气化喷嘴通过管道分别与碳纳米管输送泵和载流气压缩机连接，工作室两端沿同一轴线对应设有碳纤维丝束出入口10。和现有技术比，本发明专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，结构简单，便于操作，极大提高了碳纳米管负载到碳纤维表面的效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种敷设装置，具体讲涉及一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置。
技术介绍
碳纤维是一种直径范围在6～8μm的连续细丝材料，是近几十年发展起来的一种新型材料。用碳纤维和高性能的树脂基体复合而成的先进树脂基复合材料是目前用得最多，也是最重要的一种结构复合材料碳纳米管在纤维树脂基复合材料的增强增韧方面应用很广。一般从三个维度观察复合材料的破坏，即宏观、亚微观及微观维度。从宏观维度讲，材料的层间破坏主要受到层间断裂韧性的影响，在此维度下碳纳米管主要通过基体的非弹性形变、纤维-基体的界面脱粘等机制对复合材料性能的影响；从亚微观维度讲，复合材料的层间韧性和层间维度与材料中横向裂纹和纤维的局部脱粘相关，在这一维度下碳纳米管主要通过碳管拔出、桥联等作用对复合材料性能产生影响；从微观维度讲，树脂基体的性能例如韧性影响着复合材料的层间性能，从这一维度讲，碳纳米管主要通过裂纹终止、裂纹钝化、裂纹偏转及引发塑形变形等机理对复合材料增强增韧。大量文献研究指出，添加到复合材料的纤维表面的碳纳米管可以提高纤维增强复合材料的性能，尤其是对纤维和基体的界面相和基体主导区的面外性能有极大改善，例如层间断裂韧性、粘结强度、界面剪切强度IFSS及抗疲劳能力的改进，并且碳纳米管可以作为应变和破坏传感器去监控纤维增强复合材料的局部应变、微观裂缝的起源、破坏累积以实现健康安全监控的能力。目前，主要采用以下几种方法将碳纳米管负载到碳纤维表面：1、用含有碳纳米管的稀的聚合物胶料涂覆到碳纤维表面；2、用化学气相沉积法直接在纤维表面生长碳纳米管；3、将官能化的碳纳米管通过化学反应接枝到纤维表面；4、用电泳法在纤维表面沉积碳纳米管。但是，上述方法存在以下两个问题：1、对碳纤维造成伤害，使纤维表面产生缺陷，影响纤维的拉伸性能；2、并不适用于工业化应用。为解决上述问题，本专利技术提供了一种简单有效并且能够工业化应用的将碳纳米管负载到碳纤维表面的装置。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，结构简单，便于操作，极大提高了碳纳米管负载到碳纤维表面的效率。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供的一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，所述装置包括碳纳米管输送泵1、载流气压缩机3和工作室8，其改进之处在于：所述工作室8分别设有气化喷嘴5、高压风力喷射机构7和碳纤维丝束出入口10，所述气化喷嘴5通过管道分别与所述碳纳米管输送泵1和载流气压缩机3连接。本专利技术提供的第一优选技术方案为，所述气化喷嘴5通过载流气体导管2与载流气压缩机3连接，所述载流气体导管2上设有载流气压力调节阀4。本专利技术提供的第二优选技术方案为，所述气化喷嘴5上分别设有气化喷嘴压力调节阀6和压力传感器13；所述气化喷嘴5设置在所述碳纤维丝束出入口10之间并且垂直于所述碳纤维丝束出入口10的开口方向，所述气化喷嘴5的喷射范围为小于等于120°扇形面。本专利技术提供的第三优选技术方案为，所述高压风力喷射机构7的数量大于1，且间隔设置在所述工作室8相对的腔壁；所述高压风力喷射机构7垂直于所述碳纤维丝束出入口10的开口方向，所述高压风力喷射机构7的喷射范围为小于等于120°扇形面。本专利技术提供的第四优选技术方案为，所述工作室8底部设有用于收集沉积碳纳米管的收集机构9。本专利技术提供的第五优选技术方案为，所述碳纤维丝束出入口10沿同一轴线方向设置在所述工作室8两端，所述工作室8内且位于碳纤维丝束出入口10内侧对应设有垂直于所述碳纤维丝束出入口10开口方向的挡板12，所述挡板12设有与碳纤维丝束出入口10位于同一轴线的间隙，所述间隙的高度等于碳纤维丝束出入口10的高度。本专利技术提供的第六优选技术方案为，所述工作室8为立式或卧式，环绕所述工作室8设有防尘罩11。本专利技术提供的第七优选技术方案为，所述防尘罩11与工作室8之间设有工作室支架14，所述防尘罩11设有与所述碳纤维丝束出入口10相对应的碳纤维丝束出入口10。本专利技术提供的第八优选技术方案为，所述载流气压力调节阀4的压力调节范围为0.5MPa～2MPa。本专利技术提供的第九优选技术方案为，所述气化喷嘴压力调节阀6的压力调节范围为0.5MPa～3MPa。本专利技术提供的第十优选技术方案为，所述高压风力喷射机构7的风速为10m/s～15m/s。与最接近的现有技术比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，结构简单，便于操作，极大提高了碳纳米管负载到碳纤维表面的效率。2、本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，碳纳米管在工作室中得到很好的分散，可以有效沉积到通过工作室的碳纤维表面。3、本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，能够在碳纤维生产线上进行连续生产运行，操作简单，实用性强，生产成本低。4、本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，沉积到工作室腔壁的碳纳米管可通过收集机构收集再次利用。5、本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，在工作中碳纳米管扬尘可以被挡板遮挡，消弱碳纳米管扬尘向环境扩散；同时在工作室外部的防尘罩可以进一步减弱碳纳米管扬尘向周围环境扩散，保证了工作区域环境的洁净。附图说明图1：本专利技术提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置的结构示意图；其中：1、碳纳米管输送泵；2、载流气体导管；3、载流气压缩机；4、载流气压力调节阀；5、气化喷嘴；6、气化喷嘴压力调节阀；7、高压风力喷射机构；8、工作室；9、收集机构；10、碳纤维丝束出入口；11、防尘罩；12、挡板；13、压力传感器；14、工作室支架。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本实施例以用于碳纤维的碳纳米管敷设装置为例，如图1所示，本专利技术实施例提供的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置包括：碳纳米管输送泵1、载流气压缩机3和工作室8，在工作室8腔壁分别设有气化喷嘴5和数量大于1的高压风力喷射机构7，在工作室8底部的腔壁设有用于收集沉积碳纳米管的收集机构9；工作室8两端沿同一轴线对应设有碳纤维丝束出入口10；工作室8内位于碳纤维丝束出入口10内侧对应设有垂直于碳纤维丝束出入口10开口方向的挡板12，挡板12设有与碳纤维丝束出入口10位于同一轴线的间隙，间隙的高度等于碳纤维丝束出入口10的高度。其中，气化喷嘴5通过管道与碳纳米管输送泵1连接；气化喷嘴5通过载流气体导管2与载流气压缩机3连接，在载流气体导管2上设有载流气压力调节阀4，载流气压力调节阀4的压力调节范围为0.5MPa～2MPa。气化喷嘴5上分别设有气化喷嘴压力调节阀6和压力传感器13，气化喷嘴5设置在碳纤维丝束出入口10之间并且垂直于碳纤维丝束出入口10的开口方向，气化喷嘴5的喷射范围为小于等于120°扇形面，气化喷嘴压力调节阀6的压力调节范围为0.5MPa～3MPa。其中，高压风力喷射机构7间隔设置在工作室8相对的腔壁，高压风力喷射机构7垂直于碳纤维丝束出入口10的开口方向，高压风力喷射机构7的喷射范围为小于等于120°扇形面，高压风力喷射机构7的风速为10m/s～15m/s。其中，工作室8为立式或卧式，环绕工作室8设有防尘罩11；防尘罩11与工作室8之间设有工作室支架14，防尘罩11设有与碳纤维丝束出入口10相对应的碳纤维丝束出入口1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，所述装置包括碳纳米管输送泵(1)、载流气压缩机(3)和工作室(8)，其特征在于：所述工作室(8)分别设有气化喷嘴(5)、高压风力喷射机构(7)和碳纤维丝束出入口(10)，所述气化喷嘴(5)通过管道分别与所述碳纳米管输送泵(1)和载流气压缩机(3)连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，所述装置包括碳纳米管输送泵(1)、载流气压缩机(3)和工作室(8)，其特征在于：所述工作室(8)分别设有气化喷嘴(5)、高压风力喷射机构(7)和碳纤维丝束出入口(10)，所述气化喷嘴(5)通过管道分别与所述碳纳米管输送泵(1)和载流气压缩机(3)连接。2.如权利要求1所述的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，其特征在于，所述气化喷嘴(5)通过载流气体导管(2)与载流气压缩机(3)连接，所述载流气体导管(2)上设有载流气压力调节阀(4)。3.如权利要求1所述的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，其特征在于，所述气化喷嘴(5)上分别设有气化喷嘴压力调节阀(6)和压力传感器(13)；所述气化喷嘴(5)设置在所述碳纤维丝束出入口(10)之间并且垂直于所述碳纤维丝束出入口(10)的开口方向，所述气化喷嘴(5)的喷射范围为小于等于120°扇形面。4.如权利要求1所述的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，其特征在于，所述高压风力喷射机构(7)的数量大于1，且间隔设置在所述工作室(8)相对的腔壁；所述高压风力喷射机构(7)垂直于所述碳纤维丝束出入口(10)的开口方向，所述高压风力喷射机构(7)的喷射范围为小于等于120°扇形面。5.如权利要求1所述的用于碳纤维的碳纳米管敷设装置，其特征在于，所述工作室(8)底部设有用于收集...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，陈新，何州文，兰逢涛，刘辉，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国家电网公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。