氣相生長碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀

Motojima等人對乙炔、乙烯、甲烷、丙烯、苯等作為制備螺旋形VGCF的碳源進(jìn)行了研究，發(fā)明乙炔是制備螺旋形VGCF的碳源，其余資料較差。F

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　　E、C
　　O、N
　　I、
　　W、T
　　I、Mo等過渡金屬元素粉體跟基板及其化合物均可能作為制備螺旋形VGCF的催化劑，其中以N
　　I、
　　W、Ti金屬。Motojima等人發(fā)明Ni粉均勻粒徑在0.03～0.08μm以下的超細(xì)Ni粉有更加顯著的晶面，而恰是因為在過渡金屬催化劑的不同晶面上有不同的碳沉積速率，才使得氣相成長碳纖維產(chǎn)生卷曲成長成螺旋形VGCF。因為在反應(yīng)體系中引入
　　S、P等元素的化合物可能有效地進(jìn)步催化劑活性，所以H2
　　S、PH3、PC13、3P等都可能作為助催化劑加入混淆氣體中。所以在制備螺旋形VGCF的進(jìn)程中嚴(yán)格把持工藝參數(shù)已成為制備螺旋形VGCF的要害。

  當(dāng)前VGCF的制備重要表當(dāng)初各種狀況CF跟大范圍生產(chǎn)上。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維管具有強(qiáng)度高，壽命長、耐腐蝕，質(zhì)量輕、低密度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)箏、航空模型飛機(jī)、燈用支架、PC設(shè)備轉(zhuǎn)軸、蝕刻機(jī)、醫(yī)療器械、體育器材等機(jī)械設(shè)備。尺寸穩(wěn)定、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小、自潤滑和吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。并具有高比模、耐疲勞、抗蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等。碳纖維板補(bǔ)強(qiáng)單向板材，其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內(nèi)固化并連續(xù)拉擠成型。采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。日本數(shù)家實驗室都制得了直線型VGCF。據(jù)報道，其中進(jìn)步的技巧是：利用鐵系催化劑，碳源為苯跟氫的混淆物，溫度1100℃，由此制得的碳纖維長度為多少微米到50cm。日本鋼鐵公司目前正按專利所供給的方法樹破產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)裝置。首先投放市場的VGCF是NIKKISO股份有限公司生產(chǎn)的商品名為GRASKER的產(chǎn)品，該產(chǎn)品為中空纖維，直徑0.3～1.0μ中空管直徑3～5nm，長度為5～100μm。

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  經(jīng)過多年的盡力，現(xiàn)已對VGCF的組成、結(jié)構(gòu)、成長機(jī)理跟物感機(jī)能有了相稱水平的理解在制備方法跟擴(kuò)大利用方面也獲得了新的進(jìn)展。當(dāng)初，VGCF已能連續(xù)批量的生產(chǎn)，在碳纖維范疇開辟了誘人的利用前景。