【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于碳纤维对齐及纤维增强的复合材料的系统和方法相关申请本申请要求2018年12月10日提交的标题为“SystemsandMethodsforCarbonFiberAlignmentandFiber-ReinforcedComposites[用于碳纤维对齐及纤维增强的复合材料的系统和方法]”的美国临时专利申请序列号62/777,438的权益，该专利通过引用以其整体并入本文。
本专利技术总体上涉及纤维增强的复合材料，包括碳纤维复合材料。
技术介绍
纤维增强的复合材料(例如，碳纤维复合材料)的特征是形成为编织或非编织纺织物层的增强纤维(例如，碳纤维)的通常平面的组装。这些层在增强纤维的强轴的方向上(例如，平面内(in-plane))提供机械、热和电性能，但是当横向于纤维施加负载(例如，贯穿厚度(through-thickness))时性能减弱。最常用的层材料包括增强纤维的平面组装并且提供有限的贯穿厚度的增强。典型的纤维增强复合材料结构的特征是层压并且与聚合物、陶瓷或金属基质粘合在一起的若干增强纤维层。虽然增...
【技术保护点】
1.一种制品，其包含：/n复合材料，该复合材料包含限定基底的多个连续纤维和该基底的至少一部分内含有的多个对齐碳纤维，其中该多个碳纤维具有大于94％的碳含量和至少200GPa的模量，并且其中该复合材料基本上不含顺磁性或铁磁性材料。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 US 62/777,4381.一种制品，其包含：
复合材料，该复合材料包含限定基底的多个连续纤维和该基底的至少一部分内含有的多个对齐碳纤维，其中该多个碳纤维具有大于94％的碳含量和至少200GPa的模量，并且其中该复合材料基本上不含顺磁性或铁磁性材料。
2.如权利要求1所述的制品，其中当单独包含在乙醇中并且经受100mT磁场时，这些碳纤维表现出各向异性抗磁响应。
3.如权利要求1或2中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维包含在该基底内并且基本上正交于该基底定位。
4.如权利要求1-3中任一项所述的制品，其中该多个碳纤维具有大于95％的碳含量。
5.如权利要求1-4中任一项所述的制品，其中该多个碳纤维具有大于99％的碳含量。
6.如权利要求1-5中任一项所述的制品，其中该多个碳纤维具有至少300GPa的模量。
7.如权利要求1-6中任一项所述的制品，其中该多个碳纤维具有至少500GPa的模量。
8.如权利要求1-7中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少5％是对齐的。
9.如权利要求1-8中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少50％是对齐的。
10.如权利要求1-9中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有形成这些碳纤维的基本上取向的C-C键。
11.如权利要求1-10中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少一些由沥青前体产生。
12.如权利要求1-11中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少一些由聚合物前体产生。
13.如权利要求1-12中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有小于5mm的平均长度。
14.如权利要求1-13中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有5nm与15mm之间的平均长度。
15.如权利要求1-14中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有5微米与100微米之间的平均直径。
16.如权利要求1-15中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维占该复合材料的按质量计至少3％。
17.如权利要求1-16中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维占该复合材料的按质量计不超过97％。
18.如权利要求1-17中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有至少5的长度与直径的平均纵横比。
19.如权利要求1-18中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有小于100,000的长度与直径的平均纵横比。
20.如权利要求1-19中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维具有小于100的长度与直径的平均纵横比。
21.如权利要求1-20中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少一些具有基本上跨越该基底的厚度的平均长度。
22.如权利要求1-21中任一项所述的制品，其中该复合材料的至少1质量％包含该多个对齐碳纤维。
23.如权利要求1-22中任一项所述的制品，其中该复合材料的至少5质量％包含该多个对齐碳纤维。
24.如权利要求1-23中任一项所述的制品，其中该复合材料的至少20质量％包含该多个对齐碳纤维。
25.如权利要求1-24中任一项所述的制品，其中该复合材料的不超过85质量％包含该多个对齐碳纤维。
26.如权利要求1-25中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少一些涂覆有涂层。
27.如权利要求26所述的制品，其中该涂层包含表面活性剂、硅烷偶联剂、环氧树脂、甘油、聚氨酯和/或有机金属偶联剂。
28.如权利要求26或27中任一项所述的制品，其中该涂层包含聚合物、陶瓷和/或金属。
29.如权利要求1-28中任一项所述的制品，其中该多个对齐碳纤维中的至少一些是未经涂覆的。
30.如权利要求1-29中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维限定织物。
31.如权利要求1-30中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些限定丝束。
32.如权利要求1-31中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些限定细丝、纱线、股线、面纱或垫子。
33.如权利要求1-32中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些组装在一起来限定该基底。
34.如权利要求1-33中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些交织在一起来限定该基底。
35.如权利要求1-34中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些是双向的。
36.如权利要求1-35中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些是多向的。
37.如权利要求1-36中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些是准各向同性的。
38.如权利要求1-37中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些不是编织在一起的。
39.如权利要求1-38中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些是单向的。
40.如权利要求1-39中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些包含天然纤维。
41.如权利要求1-40中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些包含合成纤维。
42.如权利要求1-41中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些包含碳、玄武岩、碳化硅、芳族聚酰胺、氧化锆、尼龙、硼、氧化铝、二氧化硅、硼硅酸盐、莫来石、热塑性塑料和/或棉。
43.如权利要求1-42中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维中的至少一些是基本上平行的。
44.如权利要求1-43中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维具有至少5毫米的平均长度。
45.如权利要求1-44中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维具有5微米与100微米之间的平均直径。
46.如权利要求1-45中任一项所述的制品，其中该多个连续纤维具有大于或等于100的长度与直径的平均纵横比。
47.如权利要求1-46中任一项所述的制品，其中该基底具有小于10cm的平均厚度。
48.如权利要求1-47中任一项所述的制品，其中该复合材料进一步包含粘合该多个连续纤维和该多个对齐碳纤维的粘合剂。
49.如权利要求48所述的制品，其中该粘合剂包括树脂。
50.如权利要求48或49中任一项所述的制品，其中该粘合剂包括热塑性溶液、熔体、粒料、粉末和/或树脂。
51.如权利要求48-50中任一项所述的制品，其中该粘合剂包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、挥发性化合物、水和/或油。
52.如权利要求48-51中任一项所述的制品，其中该粘合剂包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、聚乙烯亚胺、聚醚酮酮、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、硅橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、全氟烷氧基烷烃和/或丁苯橡胶。
53.如权利要求48-52中任一项所述的制品，其中该粘合剂包括预陶瓷单体。
54.如权利要求48-53中任一项所述的制品，其中该预陶瓷单体包括硅氧烷、硅氮烷和/或碳硅烷。
55.一种制品，其包含：
复合材料，该复合材料包含限定基底的多个连续纤维和该基底的至少一部分内含有的多个对齐碳纤维，其中这些碳纤维在单独包含在水中并且经受100mT磁场时表现出...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·莫内，安维什·古里亚拉，
申请(专利权)人：波士顿材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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