注册并扫描二维码
免费送会刊
科技前沿

影响碳纤维强度的致命缺陷
来源:材料牛  2016-11-11 16:45:36
本文阅读次数:723

原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3969        最近,美国莱斯大学的研究人员模拟分析碳纤维的缺陷时,发现在合成碳纤维过程中,聚合物链易于偏移且形成的D式环状结构,可能是影响碳纤维强度的致命缺陷。


 
        据莱斯大学科学家介绍,数十年来材料制造业的支柱力量——碳纤维,并没有达到其理想的应用状态,仍存在可改进之处。

        研究人员发现,在加工过程中,一个聚丙烯腈聚合物链易于偏移形成缺陷,而缺陷就像一个有缺口的拉链,会削弱产品的性能。

        莱斯大学实验室的理论物理学家Boris Yakobson着手分析这些被忽视的缺陷,并提出如何简化这些缺陷的办法。实验室的研究结果在Advanced Materials期刊上发表。

        Yakobson团队通过计算机模型,推断出了碳纤维生产过程中产生的缺陷。分子动力学模拟显示出错误融合时会连接单个聚合物链形成D环。这些环严重限制了碳纤维的强度优势。

         该团队的一名研究生Nitant Gupta 称:“最有趣的部分是意识到D环缺陷可造成柏氏矢量变大,而柏氏矢量反映了晶格畸变对强度的影响。”

        令研究员吃惊的是,当PAN链偏离纤维轴时,尽管D环存在,纤维的强度还是增强了。他们也认为着手石墨烯纳米带而不是PAN可能会完全阻止D环形成,因为D环是最可能产生裂缝的地方,根据模拟可知,尽可能消除它们将有利于提高纤维的强度。

        Peney说:“除了细节之外,我们希望看到这项研究作为原子模型水平交叉领域的一次尝试。我们希望这将为领域的研究增值,最终受益于更多的人。” 文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3969