第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 水泥材料的发展 1
1.1.2 碳纤维的特点及性能 2
1.2 国内外碳纤维增强水泥基复合材料的研究现状 3
1.2.1 碳纤维增强水泥基复合材料的力学性能 3
1.2.2 碳纤维增强水泥基复合材料的导电性能 6
1.2.3 碳纤维增强水泥基复合材料的压敏性 10
1.2.4 碳纤维增强水泥基复合材料的温敏性 14
1.2.5 碳纤维增强水泥基复合材料的电磁屏蔽性能 17
1.3 研究水泥基复合材料的目的及意义 21
1.4 本书的主要研究内容 23
1.4.1 碳纤维在不同分散剂中的分散性 23
1.4.2 碳纤维的CVD表面处理及其分散性 23
1.4.3 碳纤维的分散性与CFRC复合材料的力学性能 24
1.4.4 碳纤维的分散性与水泥基体中的元素分布 24
1.4.5 碳纤维的分散性与CFRC复合材料的导电性能 24
1.4.6 CFRC复合材料的电磁屏蔽性能 24
参考文献 25
第2章 短碳纤维在不同分散剂中的分散性 36
2.1 引言 36
2.2 实验 37
2.2.1 原材料及主要仪器 37
2.2.2 分散剂 37
2.2.3 方法 40
2.3 纤维集束与分散理论 44
2.3.1 纤维集束现象 44
2.3.2 纤维素的结构 46
2.3.3 吸附理论 48
2.3.4 搅拌成型工艺及SEM观察 49
2.4 本章小结 52
参考文献 54
第3章 碳纤维表面CVD处理及其分散性 57
3.1 引言 57
3.2 碳纤维的表面处理 58
3.2.1 碳纤维的表面性能 58
3.2.2 碳纤维的表面结构 59
3.2.3 碳纤维表面的官能团 59
3.2.4 碳纤维的表面处理方法 60
3.2.5 碳纤维表面的CVD处理工艺 61
3.3 碳纤维的分散性 64
3.3.1 固体分散原理 64
3.3.2 CFRC中碳纤维分散性的评价方法 64
3.3.3 碳纤维的分散性试验 66
3.4 SEM形貌观察及变动系数 69
3.4.1 硬化CFRC试件断口的SEM形貌观察 69
3.4.2 分散剂掺量与变动系数的关系 70
3.4.3 硬化试件电阻率与变动系数的关系 72
3.4.4 碳纤维质量变动系数与搅拌时间的关系 73
3.5 本章小结 74
参考文献 75
第4章 碳纤维的分散性与CFRC的力学性能 79
4.1 引言 79
4.2 实验 80
4.2.1 主要设备和仪器 80
4.2.2 主要原材料 80
4.2.3 试件制备 80
4.2.4 力学性能测试 81
4.3 形貌观察及能谱分析 83
4.3.1 SEM观察与能谱分析 83
4.3.2 分散性与力学性能 84
4.4 影响纤维与水泥基体复合作用的主要因素 89
4.4.1 纤维性能的影响 89
4.4.2 碳纤维掺量对CFRC复合材料强度的影响 91
4.4.3 CVD处理对CFRC复合材料强度的影响 94
4.5 本章小结 95
参考文献 96
第5章 碳纤维的分散性与CFRC中的元素分布 100
5.1 引言 100
5.2 实验 100
5.2.1 原材料 100
5.2.2 短碳纤维在水溶液中的分散 101
5.2.3 CFRC试样制备 101
5.2.4 XRD试样准备 101
5.3 SEM形貌观察、EDS分析及主要元素分布 102
5.3.1 SEM观察及EDS定性分析 102
5.3.2 XRD物相分析 104
5.3.3 宏观力学性能 107
5.3.4 主要元素变化定量分析 107
5.4 本章小结 110
参考文献 110
第6章 CFRC复合材料的导电性能 114
6.1 引言 114
6.2 电阻测量方法及原理 114
6.2.1 电阻测量方法 114
6.2.2 二电极法测量原理 116
6.2.3 四电极法测量原理 118
6.3 实验 119
6.3.1 原材料 119
6.3.2 试样制备 120
6.3.3 试验过程与方法 121
6.4 隧道效应、SEM形貌观察及电阻变化 122
6.4.1 隧道效应 122
6.4.2 硬化试件断口的SEM形貌观察 123
6.4.3 电阻随时间的变化 124
6.4.4 CFRC复合材料的导电机理及模型 127
6.4.5 CFRC电阻随养护龄期的变化 129
6.4.6 碳纤维掺量和长度对CFRC电阻率的影响 132
6.4.7 水灰比对CFRC电阻率的影响 134
6.4.8 成型工艺对CFRC电阻率的影响 134
6.5 本章小结 135
参考文献 136
第7章 CFRC复合材料的电磁屏蔽性能 141
7.1 引言 141
7.2 电磁屏蔽原理 142
7.2.1 电磁波的反射与吸收 142
7.2.2 反射率测量原理 146
7.3 实验 147
7.3.1 主要原材料及仪器 147
7.3.2 主要测试设备 148
7.3.3 试样制备 148
7.3.4 反射率的测试 149
7.4 CFRC复合材料对电磁波的反射率 150
7.4.1 碳纤维掺量对反射率的影响 150
7.4.2 CFRC复合材料屏蔽效能的估算 152
7.4.3 反射率与屏蔽效能的关系 153
7.4.4 碳纤维的取向对电磁屏蔽的影响 155
7.4.5 CFRC复合材料的电磁参数 157
7.5 本章小结 159
参考文献 160
第8章 碳纤维CVD处理对CFRC反射率的影响 165
8.1 引言 165
8.2 实验 166
8.2.1 主要原材料及仪器 166
8.2.2 实验方法 167
8.2.3 CFRC在C、X和Ku波段的反射率 168
8.3 碳纤维表面的CVD处理对反射率的影响 174
8.3.1 碳纤维掺量对CFRC反射率的影响 174
8.3.2 CVD处理前后不同波段最小反射率的比较 178
8.3.3 CVD处理影响反射率的原因探析 180
8.4 本章小结 183
参考文献 184
第9章 结论与展望 189
9.1 结论 189
9.2 研究展望 191