一种碳纤维展纤方法、碳纤维与碳纤维复合材料技术

本发明专利技术属于碳纤维复合材料制造技术领域，提供了一种碳纤维展纤方法、碳纤维与碳纤维复合材料。本发明专利技术通过将碳纤维丝束进行预处理，得到预处理的碳纤维丝束；将预处理的碳纤维丝束进行机械法预展纤，得到预展纤的碳纤维丝束；将预展纤的碳纤维丝束进行气流‑振动协同展纤，完成碳纤维丝束的展纤。该方法通过机械法预展纤与气流‑振动协同展纤共同作用，实现了纤维束的高效、低损伤展开，克服了传统方法展纤的纤维损伤严重、展纤均匀性差以及工艺稳定性差的问题。同时，利用本发明专利技术所述展纤方法展纤得到的碳纤维丝束结合树脂浸渍工艺，制备得到了高性能的碳纤维复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维（cf）复合材料制造，尤其涉及一种碳纤维展纤方法、碳纤维与碳纤维复合材料。

技术介绍

1、碳纤维复合材料凭借其质量轻、高强高模、轻量化、可设计性强等特性，广泛应用于航空航天、新能源汽车制造、体育器材、风电叶片等领域。然而，传统碳纤维束（tow）在制备过程中，存在纤维紧密排列、展纤不均匀等问题，致使后续成型及复合材料制备环节中，树脂难以充分浸润纤维，界面结合强度不足，最终制约复合材料整体性能的提升。由此，碳纤维展纤技术成为碳纤维复合材料制备的核心工艺之一，其核心目标是将紧密聚集的纤维束均匀铺展为单层丝，以此提高树脂浸润性，优化复合材料力学性能。通过有效的展纤处理，大丝束碳纤维的增强潜力得以充分释放，为复合材料高效低成本制备奠定基础。但当前，实现高展纤率、低损伤与高效率的协同仍是该领域亟待突破的技术瓶颈。

2、目前，针对碳纤维展纤，已有不少研究方法，主要分为热碾法、机械法、振动法、声波辅助法、静电辅助法、气流扰动法。其中，机械法和热碾法虽结构简单、成本低，却存在纤维损伤严重、展纤均匀性差、材料适应性弱等弊端；振动法借助机械振动促本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纤维展纤方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维展纤方法，其特征在于，步骤1）中所述预处理为对碳纤维丝束进行加热；所述加热的温度为400~500℃，时间为10~40 s；

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维展纤方法，其特征在于，步骤3）中所述气流-振动协同展纤中，振动的振动幅度为10~30 μm，振动的频率为0.5~2.5 Hz，气流的喷气压力为0.3~0.6 MPa，气流的脉冲频率为30~40 Hz，气流的温度为60~150℃，气流与振动传播方向的角度为30~60°。

4.权利要求1~3任一项所述的一种碳纤维展纤...

【技术特征摘要】

1.一种碳纤维展纤方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维展纤方法，其特征在于，步骤1）中所述预处理为对碳纤维丝束进行加热；所述加热的温度为400~500℃，时间为10~40 s；

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维展纤方法，其特征在于，步骤3）中所述气流-振动协同展纤中，振动的振动幅度为10~30 μm，振动的频率为0.5~2.5 hz，气流的喷气压力为0.3~0.6 mpa，气流的脉冲频率为30~40 hz，气流的温度为60~150℃，气流与振动传播方向的角度为30~60°。

4.权利要求1~3任一项所述的一种碳纤维展纤方法展纤得到的碳纤维。

5.一种碳纤维复合材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：

6.根据权利要求5所述的一种碳纤维复合材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷汉斯，苏亚男，张维思，齐瑞涛，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：