碳纖維材料的浸漬為什么要采用低QI含量的浸漬劑瀝青

     浸漬劑瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹脂)中所含雜質(zhì)是影響(influence)浸漬效果的主要因素(factor)。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。浸漬劑瀝青中以QI(喹啉不溶物)為代表的雜質(zhì)微粒（內(nèi)容：原子、分子、離子）容易阻塞碳(C)纖維材料(Material)的氣孔，使浸漬難以進(jìn)行，對(duì)于煤瀝青對(duì)炭制品的滲透（Osmosis)率研究（research)表明，如果煤瀝青中QI包含比重為零，則浸漬滲透率分別為壓力、溫度（temperature)和黏度的函數(shù)，即煤瀝青對(duì)多孔炭材料的滲透僅受壓力、溫度和黏度的影響；如果煤瀝青中含有QI，則浸漬滲透率主要取決于QI含量、QI類型和顆粒尺寸，即浸漬效率受QI的類型及其含量的影響。

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     在碳(C)纖維制品浸漬過程(guò chéng)中，浸漬效果會(huì)隨著煤瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹脂)中QI包含比重的增加而變差。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。這是由于煤瀝青中所含QI顆粒會(huì)形成濾餅，它停留在碳纖維材料(Material)基體表面，從而使煤瀝青進(jìn)入基體的阻力加大，浸漬效果變差，這樣就很難達(dá)到均勻（jūn yún)浸透的要求，其結(jié)果是外層浸入的瀝青多，二次焙燒時(shí)結(jié)焦炭（Coke）多，體積（volume)密度（單位:g/cm3或kg/m3)大，而中心部分浸入的瀝青少，二次焙燒時(shí)結(jié)焦炭少，體積密度小。 123456
     浸漬劑煤瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹脂)中所含QI分為原生QI和次生QI。在碳(C)纖維材料(Material)浸漬過程(guò chéng)中，由于煤瀝青所含的原生QI為固體硬質(zhì)顆粒，因此微米級(jí)原生QI顆粒會(huì)在多孔炭材料表面形成不透性沉積（sedimentation)層(濾餅)，它們堆積在制品開口氣孔處，阻礙浸漬的進(jìn)行，并且隨著堆積厚度增加，其滲透（Osmosis)阻力增大。浸漬劑瀝青所含稠環(huán)芳烴構(gòu)成的次生QI雖非硬質(zhì)顆粒，呈膠體(Colloid)狀，但其也能在多孔碳纖維材料表面形成接近非浸透的薄表面層，同樣阻礙瀝青向碳纖維材料制品內(nèi)部滲透，降低（reduce)煤瀝青的浸入率，直接影響(influence)浸漬效果。因此，在碳纖維材料的浸漬處理時(shí)應(yīng)該采用低QI包含比重的專用浸漬劑瀝青。