碳纖維復合材料方面模擬的案例
CF/PEEK碳纖維復合材料和傳統碳纖維復合材料在醫療行業的應用差異
層間結合強度好，江蘇君華生產的PEEK碳纖維復合材料不易分層。熱塑性在模壓成型時，熔融后結合到一體的結合強度高。所以不易分層。從PEEK與碳纖維結合角度說一些，PEEK和碳纖維之間的結合強度很高,因此纖維釋放現象大大減少或沒有。另外,由于PEEK具有抗蠕變力,PEEK聚合物能夠長時間承受相對大的壓力,不會隨時間擴展,并且具有良好的纖維-母體界面結合強度。
近倆年國內也陸續有一些單位開始開發CF/PEEK熱塑性碳纖維復合材料，江蘇君華就是其中的一家。目前江蘇君華生產的熱塑性PEEK碳纖維復合材料，已通過力學性能測試，被多家國內知名醫療器械單位用于醫療加工髓內釘器械的瞄準架。目前驗證下來發現，熱塑性CF/PEEK碳纖維復合材料加工的瞄準架透光性好，強度高，尺寸穩性定，100次消毒后依然可以精準定位。
展開 ELG碳纖維公司和艾達索達成回收碳纖維材料在汽車應用方面的合作
ELG碳纖維公司（Coseley，英國，以下簡稱ELG公司）與艾達索高新材料蕪湖有限公司（蕪湖，中國，以下簡稱艾達索公司）已達成了一項合作諒解備忘錄。此備忘錄的內容是，使用ELG公司的回收碳纖維材料，合作開發用于汽車工業領域的輕量化碳纖維復合材料部件。這項合作的主要任務集中在調查研究碳纖維材料在奇瑞新能源汽車技術有限公司（蕪湖，中國，以下簡稱奇瑞公司）的奇瑞eQ1電動車輛上的應用。使已經大規模使用鋁材技術的eQ1電動車，通過有選擇的使用碳纖維復合材料，達到進一步減輕車身重量的目標。長期目標是希望將此次項目所獲得的知識技術應用到奇瑞公司的常規車輛上。
隨著機械科學研究總院先進制造技術研究中心范廣宏研究員團隊對于ELG公司材料的初始評估完成，奇瑞公司也建議了在奇瑞新能源汽車先先開發的應用零部件產品目標。預計在產品開發結果顯示在技術指標和商務成本方面均達到目2標后，ELG 公司，艾達索公司與奇瑞公司計劃簽定一項具體的協議以開始在蕪湖進行這些碳纖維復合材料汽車部件的生產。當回收碳纖維材料的需求量足夠大的時候，ELG 公司將會在中國建立一條碳纖維回收生產線。
ELG公司的董事總經理FrazerBarnes先生說：“奇瑞新能源eQ1電動汽車大量使用鋁材代表了中國汽車工業在輕量化方面向前邁出了一大步。我們很高興能和艾達索與奇瑞的創新工程師團隊合作，將我們的碳纖維復合材料應用到他們的汽車上，幫助他們向更高的目標邁進。”
艾達索公司的董事長梁波博士說：“通過這個項目的合作，那就是通過使用回收碳纖維材料降低成本，與歐洲領先的有經驗的伙伴合作解決復合材料設計和制造難題，我們就能解決目前碳纖維復合材料在汽車上無法大量使用的材料和生產成本障礙。我們的目標是在蕪湖合作建立一個汽車碳纖維復合材料的中心。同時這也展開了我們對中國碳纖維復合材料行業可持續發展的不懈努力。”
展開 abaqus碳纖維復合材料熱固化模擬-球形件模型 ￥400
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柔性再生碳纖維濕法取向仿真模擬及其復合材料性能研究
摘 要：基于珠鏈模型，采用離散單元法對纖維模型進行柔性化處理；通過搭建 EDEM-Fluent 耦合仿真模型，對柔性再生碳纖維在漸縮流場中的流動取向過程進行仿真模擬。采用濕法取向技術對 6 mm 纖維進行重新取向排布制備取向氈，將仿真結果與實驗結果進行對比。采用模壓法制備了碳纖維/環氧樹脂基復合材料，對其力學性能進行表征。結果表明：在纖維跟隨流體運動的過程中，纖維會受到軸向剪切力的作用，發生不同程度的彎曲變形，并沿著流體流動方向發生旋轉，從而在移動過程中完成取向。利用二維方向張量對纖維氈取向度進行表征，其取向度為 98%；制備的取向復合材料彎曲強度和模量較未取向材料分別提升 70.6%和 88.5%。
關鍵詞：纖維取向；柔性纖維；離散單元法；漸縮流場；力學性能
0 前言
碳纖維/環氧樹脂基復合材料(CF/EP)在航空航天、風電、交通等大型承力構件制造中得到廣泛應用[1]，尤其在航空航天方面，常用來制造發動機殼體、蒙皮等重要部件，可以發揮碳纖維復合材料輕量化、高強度等優勢[2]。隨著碳纖維應用范圍的不斷擴大，各領域對碳纖維需求量急速增加，制造中的廢棄邊角料和服役期滿碳纖維復材制品也隨之增長[3]。對廢棄碳纖維復合材料中的碳纖維進行回收再利用是解決碳纖維廢棄物堆積問題的最佳途徑，回收之后的再生碳纖維性能與原纖維相差無幾，回收成本卻遠遠小于生產成本[4]?；厥?em>碳纖維通常采用模壓工藝實現復材制品成型，并應用于汽車外覆蓋件等部位。但是碳纖維作為一種各向異性的材料，其軸向力學性能優于徑向力學性能[5]，隨機排列的短纖維大大限制了其應用途徑。因此，有效的纖維取向技術成為回收碳纖維大規模工業應用的關鍵技術之一。
目前一些學者對纖維取向技術進行了相關研究。
展開 
江蘇科技大學《CS》：碳纖維復合材料鉆孔過程動態漸進破壞的跨尺度模擬
與金屬材料相比，碳纖維增強復合材料因具有較高的強度重量比和剛度重量比等特性常被用作初級結構。對于組裝結構件和飛機上輕量化混合結構的碳纖維復合材料的連接，使用的方法為機械緊固，如鉚釘等。而涉及到機械緊固，鉆孔是必不可少的。
由于碳纖維復合材料固有的各向異性和結構的不均勻性，在鉆孔過程中會產生分層、毛刺、纖維拔出、基體熱降解等多種損傷，從而降低了碳纖維復合材料在疲勞載荷作用下的結構強度和使用壽命。
在以往文獻中，研究者們通過實驗、理論分析和數值模擬技術來研究碳纖維復合材料鉆孔中的損傷機制，但是，
實驗對碳纖維復合材料變形和損傷擴展的研究比較有限
。采用常規數值分析方法時，鉆孔碳纖維復合材料（CERPs）的損傷缺陷在多損傷機制耦合作用下表現為混合破壞模式。有限元軟件中元素的破壞模式主要包括損傷產生、損傷累積、損傷演化、d單元刪除等復雜過程。在過去，針對不同類型的CERPs，發展了多種預測損傷以識別復雜的損傷機制，如Tsai-Wu、Hashin、Puck和
Chang-Chang
準則。這些漸進損傷理論已被用于預測復雜CERPs在鉆孔過程中的損傷行為，比如Isbilir、 Phadnis和Feito。
對于CERPs的鉆孔損傷分析，雖然可以將復合材料視為均質理想化模型來確定損傷模式，但
幾乎都采用了宏觀力學理論
，其中一些實際損傷缺陷無法模擬，如毛刺等。
展開 【技術干貨】一文詳解影響碳纖維及其復合材料壓縮性能的結構因素（二）碳纖維的微觀結構及壓縮破壞
摘 要
碳纖維及其復合材料因其優異的拉伸性能和輕質特性而備受關注，但是，自從它們問世以來，碳纖維及其復合材料在壓縮載荷下的較差性能一直是制約其廣泛應用的主要障礙。
在本系列專題文章中，將會從微觀結構和宏觀角度系統地討論造成這一缺陷的原因，并就如何提高碳纖維及其復合材料的壓縮性能提出了建議。在上期文章中首先介紹了碳纖維壓縮強度的常見測試方法，而本文中主要介紹碳纖維微觀結構及壓縮失效破壞。
附錄：碳纖維及其復合材料壓縮性能專題
《專題一：碳纖維壓縮強度的測試方法》
碳纖維的微觀結構
為了開發提高碳纖維壓縮性能的方法，了解碳纖維的加工過程及其最終微觀結構是很重要的。生產碳纖維最常用的前驅體為聚丙烯腈（PAN）纖維，下圖1顯示了PAN纖維向碳纖維轉變過程的微觀結構規律。
碳纖維是通過對PAN纖維進行高度可控的連續熱處理來制備的，典型的熱處理過程包括：預氧化（又叫熱穩定化），低溫碳化和高溫碳化。PAN纖維的熱穩定是在空氣氣氛中進行的，通常PAN纖維在不同溫度下經受200至300°C的熱處理，并根據特定前驅體纖維的加工要求在規定的時間內施加張力。
展開 美國宇航局先進復合材料技術之3D打印碳纖維復合材料
技術概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創新者與路易斯維爾大學和美國空軍合作，開發了一種增材制造技術，使用熱固性聚酰亞胺樹脂生產具有高溫性能的復合材料零件。
該工藝使用選擇性激光燒結（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370酰亞胺樹脂的粉末狀產品，該樹脂填充有精細研磨的碳纖維。隨后可以對所得復合材料零件進行后固化，為高溫航空航天應用做準備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D打印復合材料零件。
這是增材制造聚合物技術的重大進步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創建得到具有高溫能力的復合材料，從而能夠對具有復雜幾何形狀的零件進行3D打印，以實現高性能應用。
? 3D科學谷白皮書
技術特征
NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復合材料的3D打印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性激光燒結后進行后固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。
▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復合材料，打印完成后需進行后固化。
SLS工藝通常使用熱塑性聚合物粉末，所得零件的有效溫度范圍為150-185°C，但與傳統加工材料相比，通常較弱。最近，高溫熱塑性塑料已經通過高溫SLS工藝制造成3D零件，需要380°C的熔化溫度，但這些部件的可用溫度范圍仍低于200°C。
NASA的熱固性聚酰亞胺復合材料在150-240°C之間可熔融加工，允許使用常規SLS 3D打印設備。隨后，使用多步驟循環對所得零件進行后固化，將材料緩慢加熱至略低于其玻璃化轉變溫度，同時避免在過程中發生尺寸變化。
展開 SGL集團攜手英國國家復合材料中心 共同研發碳纖維復合材料機翼
英國國家復合材料中心（NCC）日前與德國SGL集團達成合作協議，將針對航空、交通運輸和油氣等領域的市場需求，共同開發下一代復合材料生產技術，提升一級和二級結構件中復合材料的使用率。https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/10372.html
目前，雙方已經利用NCC位于英國布里斯托的實驗設備開展碳纖維織物（包括無卷曲布等）先進加工工藝的項目研發。年內，雙方將利用SGL集團所提供的碳纖維無卷曲布生產出復合材料機翼樣件。https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/10367.html
SGL集團纖維復合材料事業總裁Andreas Wullner表示說：“NCC具備研發新一代復合材料技術的經驗和實力。他們的優勢尤其體現在航空工業中。我們很榮幸能夠加入到NCC的戰略項目中，并成為NCC的一份子。雙方的合作將為復合材料的高效應用帶來新的技術和經驗儲備。同時，SGL集團也將借此機會在NCC內部設立辦公司，加強公司在英國市場的影響力。”
NCC首席執行官Richard Oldfieldi表示說：“我們很高興SGL集團能夠加入到NCC的創新網絡中來。我們對碳纖維技術有著共同的、深入的理解，同時對它未來的發展和應用前景都充滿了信心。相信自雙方的共同努力下，會創造出一系列令世人振奮的研究成果?！県ttps://www.hongyantu.com/goodlist/sz/10362.html
本文內容轉載于中國國際復材展組委會編譯，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本人贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題，請及時與博主聯系，我們將在第一時間刪除內容！
展開 寧波材料所在短切碳纖維增強聚合物材料導熱性能方面取得進展
短切碳纖維是由碳纖維長絲經纖維短切而成，相較于碳纖維長絲可以更均勻地分散在基體材料中。短切碳纖維不僅具有超高的機械強度、較低的密度及良好的熱穩定性，而且是一種性能優異的導熱材料，是提高聚合物材料導熱性能的理想導熱填料。但是，一維材料存在嚴重的導熱各向異性，如何充分控制短切碳纖維在聚合物基體材料中呈豎直取向，從而充分利用碳纖維的軸向高導熱性能得到具有優異縱向熱導率的復合材料是研究的關鍵。常用的方法是通過對短切碳纖維施加外電場，使碳纖維沿豎直方向取向。但是這種方法需要較強的電場強度且工藝較為復雜，另外復合材料厚度受限于纖維的長度，較難得到厚度適宜的導熱復合材料。
鳳凰供應環氧樹脂https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48338.html
基于上述問題，中國科學院寧波材料技術與工程研究所表面事業部功能碳素材料團隊通過利用單軸溫度場下冰晶的定向引導作用，使得短切碳纖維沿豎直方向取向，得到了具有“微蘆葦叢”結構的碳纖維多孔泡沫，其制備流程和微觀結構如圖1所示?！拔⑻J葦叢”結構充分利用碳纖維的軸向高導熱增強聚合物材料的導熱性能。該方法制備的復合材料的熱導率高達6.04 Wm-1.K-1，并且得到的復合材料具有良好的柔順性，有望代替傳統的聚合物材料解決電子電氣設備的散熱問題。
相關工作已發表在化工領域的核心期刊（Chem. Eng. J., 2019, 375, 121921），并獲得國家自然科學基金（51573201和U1709205）、浙江省公益技術應用研究計劃（2016C31026）和3315創新團隊等項目資助。
展開 DSM展示碳纖維和迪尼瑪纖維混雜復合材料
在2016年德國K展上，DSM展示了使用迪尼瑪（Dyneema ）和碳纖維混雜增強環氧復合材料制造的自行車賽車車架。據介紹，這種材料可以將吸收沖擊能量的能力提高100%，同時依然保留碳纖維復合材料的所有優點，還不會出現劈裂。
碳纖維我們比較熟悉，迪尼瑪纖維則是一種 超高相對分子質量的高性能聚乙烯纖維，用前者制造的復合材料模量高、剛性好，但耐沖擊性能常常受到詬病。因此，在一些產品的應用上受到一定的制約。而后者和碳纖維混雜以后，其復合材料的性能依然保持輕質高強，但脆性降低、韌性提高、振動減少，而這些性能正是一些產品，例如自行車賽車等所需要的。
當我們談及復合材料的性能多樣化時，經常談論到的是材料的改性，例如在基體方面，添加增韌劑可以改善韌性，添加阻燃劑可以改善阻燃性能；在纖維方面，不同纖維的混合使用我們冠之為混雜，以求得性能的匹配，價格的合理等。但這種通過改性或混雜的材料的使用場合和使用總量均較少，原因之一是我們對單一材料的強項和弱項認識不夠，不能夠將不同材料的不同強項有效復合，從而有效利用材料的不同性能。
其實，當涉及材料科學，特別是復合材料時，創新空間是無限的。無疑，碳纖維是一種偉大的材料， 但不是一種萬能的材料。我們視之為高性能材料，是因為其在某些性能方面非常突出，而這是人們在產品設計時非常看重的，而不是任何性能都非常好。
所以， 當我們選用復合材料進行產品設計時，必須充分了解產品的使用狀況和所需性能，必須了解我們需要什么，可以放棄什么。同時又 充分了解增強材料，基體材料，特別是復合以后的性能特點，使之與產品的需求相匹配。這樣的設計才是真正的復合材料設計，才可以真正做到量體裁衣，從而避免陷入該用碳纖維還是玻璃纖維，該用熱固性還是熱塑性等的無效討論。
展開 通過定制纖維鋪放（TFP）優化碳纖維復合材料
Inside Composites與ZSK USA Inc.的技術刺繡經理Topher Anderson博士討論了通過定制纖維鋪放（TFP）優化碳纖維復合材料的機會
碳纖維復合材料制造商在努力降低成本和優化流程方面面臨的主要問題是什么？
Topher Anderson：雖然碳纖維的價格近年來迅速下降，但它仍然是一種昂貴且備受追捧的材料。對于下一代節省燃料的運輸，越來越多地尋求諸如高強度重量比的碳纖維復合材料特性。減少車輛，飛機或航天器的重量會在其預期壽命期間顯著影響其燃料效率。碳纖維越來越多地被研究作為一些鋁結構的替代品，特別是由于它的重量減輕。然而，碳纖維復合材料的高前期材料成本可以阻止潛在的用戶適應。
此外，傳統碳纖維復合材料的制造需要比鋁更多的加工參與。
在諸如樹脂傳遞模塑（RTM）的工藝中，例如，編織的碳纖維織物在CAD中進行描繪，按比例切割，用基質材料潤濕并使其固化成形。然而，這些過程通常更加勞動密集，并且缺乏諸如金屬銑削或金屬板彎曲之類的競爭過程中所見的自動化。
您已經確定了TFP可以產生影響的一些特定領域，包括減少浪費。這有多少問題？
TA：許多傳統碳纖維復合材料構造技術的主要材料成本之一是產生大量廢料。在許多使用碳纖維編織材料的手糊工藝中，廢料可以容易地占所用碳總重量的50％或更多。在用基質材料浸漬之前，當織物最初被切割時產生這種廢物。在復合材料已經固化之后和在后處理步驟期間產生額外的廢物，其中形狀被進一步精制。
TFP的獨特之處在于它能夠減少廢料，從而優化材料成本。通過在將絲束材料縫合成所需幾何形狀時控制絲束材料的路徑，材料僅放置在最終預制件中所需的位置。在傳統的層壓板設計中必須切割的織物區域簡單地保持不被縫合。由于能夠符合復雜的幾何形狀，該過程減少了在切割機織織物時形成的初始廢物以及后處理廢物。
展開 
通過定制纖維鋪放（TFP）優化碳纖維復合材料
Inside Composites與ZSK USA Inc.的技術刺繡經理Topher Anderson博士討論了通過定制纖維鋪放（TFP）優化碳纖維復合材料的機會
碳纖維復合材料制造商在努力降低成本和優化流程方面面臨的主要問題是什么？
Topher Anderson：雖然碳纖維的價格近年來迅速下降，但它仍然是一種昂貴且備受追捧的材料。對于下一代節省燃料的運輸，越來越多地尋求諸如高強度重量比的碳纖維復合材料特性。減少車輛，飛機或航天器的重量會在其預期壽命期間顯著影響其燃料效率。碳纖維越來越多地被研究作為一些鋁結構的替代品，特別是由于它的重量減輕。然而，碳纖維復合材料的高前期材料成本可以阻止潛在的用戶適應。
此外，傳統碳纖維復合材料的制造需要比鋁更多的加工參與。
在諸如樹脂傳遞模塑（RTM）的工藝中，例如，編織的碳纖維織物在CAD中進行描繪，按比例切割，用基質材料潤濕并使其固化成形。然而，這些過程通常更加勞動密集，并且缺乏諸如金屬銑削或金屬板彎曲之類的競爭過程中所見的自動化。
您已經確定了TFP可以產生影響的一些特定領域，包括減少浪費。這有多少問題？
TA：許多傳統碳纖維復合材料構造技術的主要材料成本之一是產生大量廢料。在許多使用碳纖維編織材料的手糊工藝中，廢料可以容易地占所用碳總重量的50％或更多。在用基質材料浸漬之前，當織物最初被切割時產生這種廢物。在復合材料已經固化之后和在后處理步驟期間產生額外的廢物，其中形狀被進一步精制。
TFP的獨特之處在于它能夠減少廢料，從而優化材料成本。通過在將絲束材料縫合成所需幾何形狀時控制絲束材料的路徑，材料僅放置在最終預制件中所需的位置。在傳統的層壓板設計中必須切割的織物區域簡單地保持不被縫合。由于能夠符合復雜的幾何形狀，該過程減少了在切割機織織物時形成的初始廢物以及后處理廢物。
展開 國防軍工等領域倚重點碳成金的碳纖維復合材料
高性能纖維復合材料屬于高分子復合材料，是由各種高性能纖維作為增強體置于基體材料復合而成。高性能纖維是近年來纖維高分子材料領域中發展迅速的一類特種纖維。高性能纖維復合材料是發展國防軍工、航空航天、新能源及高科技產業的重要基礎原材料，同時在建筑、通信、機械、環保、海洋開發、體育休閑等國民經濟領域具有廣泛的用途。
高性能纖維主要分為碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高分子聚乙烯纖維等，其中碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維是當今世界三大高性能纖維。
國內企業將取得突破
繼石器和鋼鐵等金屬之后，碳纖維被國際上稱之為“第三代材料”，因為用碳纖維制成的復合材料具有極高的強度，且超輕、耐高溫高壓，廣泛應用于航空、汽車及國防領域等。碳纖維是由90%以上的碳元素組成的纖維。碳纖維結構近乎石墨結構，比金剛石結構規整性稍差，具有很高的抗拉強度，它的強度約為鋼的4倍，密度為鋼的四分之一。碳纖維同時具有耐高溫、尺寸穩定、導電性好等其他優良性能。
按原料分碳纖維可分為粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維(PAN基碳纖維)和瀝青基碳纖維，目前世界各國發展的主要是PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維。日本是全球最大的碳纖維生產國，2002年日本東麗(Toray)公司碳纖維生產能力達7300噸/年，東邦公司(TohoTenax)擁有5600噸/年的生產能力，三菱人造絲(Rayon)有4700噸的年產量，這3家公司碳纖維的總銷售份額約占全球小絲束市場的75%。
從2004年起，碳纖維市場突然緊缺，出現了供不應求局面，價格隨之急劇上漲。碳纖維需求擴大的背景包括兩個方面：一是越來越多的民用飛機制造商將碳纖維作為機體材料；二是碳纖維在風力發電、液化氣罐、自行車、體育用品等領域的用途正在逐漸擴大。
隨著航空航天、體育休閑和擠塑模具工業應用對碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場正以平均每年兩位數的速度快速增長。
展開 寧波材料所在木質素基碳纖維研究方面取得進展
碳纖維作為先進復合材料最重要的增強體，被廣泛應用于航空、航天以及高端體育休閑用品等領域。但是，目前市場上90%以上的碳纖維都是以聚丙烯腈（PAN）為原料生產的。PAN來源于不可再生的化石資源，價格較高且經常受到國際原油價格波動的影響，導致碳纖維生產成本居高不下、應用范圍受到極大的限制。利用可再生的生物質資源開發碳纖維有望解決目前PAN基碳纖維價格過高、應用受限的問題。
木質素是自然界中含量最豐富的天然芳香族高分子。其作為制漿造紙工業的主要副產物，產量巨大，成本低廉，但是至今未能得到有效利用。木質素含有豐富的碳元素和具有較高的碳化收率，是制備碳纖維的理想原料。以木質素為原料生產碳纖維，不僅有利于實現木質素的高值化利用，充分利用可再生資源和保護生態環境，而且還有利于碳纖維的可持續發展，減輕其對化石資源的依賴。
但是，木質素基碳纖維的研究與開發目前仍然面臨著許多挑戰，如滿足碳纖維制備要求的“三高”（高純度、高分子量和高碳含量）木質素原料的供應體系尚未形成，木質素自身紡絲成型極其困難。木質素是一種三維網狀的無定型聚合物，分子量較低且分布很寬，在紡絲過程中難以承受較大的牽伸張力，通常只能制得直徑較粗、取向較低的木質素原絲。寧波材料所特種纖維團隊采用酯化和自由基共聚兩步法改性技術制備了一種具有良好可紡性和熱穩定性的木質素-丙烯腈共聚物。采用該共聚物和濕法紡絲工藝制得高質量的連續原絲，經熱穩定化和炭化處理后，制得結構致密的碳纖維，為高效利用木質素和進一步提高碳纖維的力學性能奠定了重要基礎。
該工作的部分研究結果已發表在ACS Sustainable Chem. Eng.（2016, doi: 10.1021/acssuschemeng.5b01442）、J. Mater.
展開 休斯頓大學研究人員探索比傳統玻璃纖維和碳纖維更抗沖擊的天然蠶絲纖維復合材料
休斯敦-清湖大學的一位研究人員正致力于生產比傳統玻璃纖維和碳纖維更抗沖擊的天然蠶絲纖維復合材料。
休斯敦大學-清湖大學機械工程助理教授Youssef Hamidi展示了他的絲綢纖維復合材料的樣品，他說絲綢纖維會使復合材料對沖擊和壓力更有彈性。這增加了制造承重復合材料的可能性，這種復合材料可以取代汽車和其他制成品中使用的大部分鋼材。
美國得克薩斯州休斯敦大學(UHCL)機械工程助理教授優素?！す椎?Youssef Hamidi)正在研究用于復合材料的蠶絲纖維，以滿足對強度、重量輕和可持續性相結合的天然纖維增強復合材料日益增長的需求。
在他最近發表在“材料”雜志上的研究中，哈米迪聲稱，絲綢纖維比傳統的玻璃纖維或碳纖維更具有韌性，具有很高的拉伸強度，使它們不那么脆，更能承受沖擊和壓力。他說，這增加了為汽車和其他行業制造承重的絲綢纖維增強復合材料的可能性。哈米迪于2018年加入UHCL機械工程學院，自2000年以來一直在研究復合材料，主要研究如何減少工藝引起的缺陷。
他和俄克拉何馬大學航空航天與機械工程學院(美國俄克拉何馬州諾曼)的研究同事一年前就開始用絲綢了。
“我在想什么才是最合適的，”哈米迪說。在大多數(生物基)應用中，人們使用的是短的植物基纖維。但是絲綢有更高的性能。很容易買到。它并不缺乏。“。
哈米迪第一次使用直接從蠶繭中提取的絲絲，但發現它很麻煩。他很快發現貨架上的絲綢效果最好。然而，他發現樹脂一旦干燥，就會在樹脂內部留下微小的空隙或氣泡，而且樹脂不能完全附著在織物上。了解這些空洞是如何形成和如何消除它們是哈米迪博士論文的主題。
Hamidi說，這些都是復合材料制造中的常見問題，通常通過使用高壓釜來消除成型過程中的缺陷來解決。
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