碳纖維布作為一種高性能復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、體育器材等領(lǐng)域，為提升其性能，研究者提出了多種優(yōu)化方法，通過改進(jìn)碳纖維的表面處理技術(shù)，如等離子體處理、化學(xué)氧化或涂層改性，可增強(qiáng)纖維與樹脂基體的界面結(jié)合力，從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐久性，優(yōu)化碳纖維的編織工藝，如采用三維編織或多軸向鋪層技術(shù)，能夠改善材料的各向異性，提升其抗沖擊性和疲勞性能，引入納米材料（如碳納米管或石墨烯）作為增強(qiáng)相，可進(jìn)一步提升碳纖維布的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度，在樹脂基體方面，選用高性能環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂，并通過固化工藝的精準(zhǔn)控制，能夠減少內(nèi)部缺陷，提高材料的整體性能，通過后處理技術(shù)（如高溫?zé)崽幚砘驒C(jī)械壓實(shí)）可進(jìn)一步優(yōu)化碳纖維布的微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其穩(wěn)定性和功能性，這些方法的綜合應(yīng)用為碳纖維布的性能提升提供了有效途徑，推動了其在高端領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。

碳纖維布材料性能提升方法

• 導(dǎo)電性能提升方法
  • 表面涂覆：通過在碳纖維布表面涂覆導(dǎo)電性較高的材料，如導(dǎo)電聚合物或?qū)щ娡繉?，可以提高碳纖維布的導(dǎo)電性能。這種方法可以增加導(dǎo)電路徑并減少電阻，從而提升整體導(dǎo)電性能。
  • 化學(xué)處理：在碳纖維表面進(jìn)行化學(xué)處理，如氧化、還原或功能化處理，可以改變碳纖維的表面性質(zhì)，從而改善導(dǎo)電性能。這些化學(xué)處理方法可以增加碳纖維表面的功能基團(tuán)或改變電子結(jié)構(gòu)，以提高導(dǎo)電性。
  • 摻雜：在制備碳纖維布的過程中向纖維中引入導(dǎo)電性較高的材料，如金屬納米顆?；?qū)щ娂{米材料，可以增強(qiáng)其導(dǎo)電性能。這種方法可以在碳纖維內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，改善整體的導(dǎo)電性能。
  • 制備復(fù)合材料：將碳纖維與導(dǎo)電性較高的材料（如金屬或?qū)щ娋酆衔铮┙M合制備成復(fù)合材料，可以在保持碳纖維輕質(zhì)和高強(qiáng)度的同時(shí)提高導(dǎo)電性能。這種方法常用于導(dǎo)電復(fù)合材料的制備，以滿足特定導(dǎo)電要求。
• 防火性能提升方法
  • 添加阻燃劑：阻燃劑是一種可以在高溫下減緩或阻止材料燃燒的化學(xué)物質(zhì)。通過添加阻燃劑，碳纖維布的防火性能可以得到顯著提升。阻燃劑會在材料燃燒時(shí)釋放出氣體，形成阻燃?xì)鈱樱瑥亩鸬礁魺岬淖饔谩?/li>
  • 與其他防火材料組合使用：碳纖維布可以與無機(jī)防火涂料或耐火砂漿等材料結(jié)合，其燃燒速度可以進(jìn)一步減緩。這種組合使用的方法常見于建筑物的防火加固中。在這種應(yīng)用中，無機(jī)防火涂料或耐火砂漿起到了防火屏障的作用，而碳纖維布則起到了加固的作用。
• 力學(xué)性能與熱穩(wěn)定性提升（航天設(shè)備用碳纖維復(fù)合材料相關(guān)）
  • 等離子體處理碳纖維：采用特定功率和時(shí)間的等離子體處理碳纖維，能去除表面雜質(zhì)、提高活性，增強(qiáng)與樹脂基體結(jié)合效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量一致性，降低次品率和成本。
  • 添加納米級碳化硅顆粒：將處理后的碳纖維與特定樹脂基體按比例混合并添加納米級碳化硅顆粒，增強(qiáng)了力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度至少提高30%，彎曲強(qiáng)度至少提高25%，能更好承受航天器的力學(xué)載荷。
  • 熱壓罐成型工藝及后續(xù)退火處理：使復(fù)合材料熱穩(wěn)定性在500℃時(shí)至少提高20%，確保航天設(shè)備在高溫等復(fù)雜工況可靠運(yùn)行。

碳纖維布導(dǎo)電涂層技術(shù)

碳纖維布化學(xué)處理工藝

碳纖維布摻雜改性研究

碳纖維布阻燃劑種類