Wstępne badania nad wytwarzaniem włókien węglowych z paku mezofazowego z dodatkiem nanorurek węglowych

• Autorzy: Mikociak D. , Michałowski J. , Błażewicz S.

Warianty tytułu

EN

Preliminary study on manufacturing of mesophase pitch- based carbon fibres modified with carbon nanotubes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powszechnie stosowanym prekursorem do produkcji włókien węglowych jest poliakrylonitryl (PAN). Na rynku handlowym coraz więcej włókien węglowych jest obecnie wytwarzanych z produktów przeróbki ropy naftowej i węgla kamiennego, są to paki izotropowe i mezofazowe. Te ostatnie pozwalają na wytworzenie włókien węglowych o bardzo dużych wartościach modułu Younga. Praca niniejsza dotyczy możliwości wytwarzania włókien węglowych z prekursora pakowego zawierającego jednościenne nanorurki węglowe. Wykorzystany prekursor to pak mezofazowy typu AR firmy Mitsubishi Gas Chemical Company. Prezentowane są wstępne wyniki badań dotyczące procesów stabilizacji i karbonizacji otrzymanych włókien węglowych i włókien kompozytów, zawierających nanorurki. Przeprowadzono badania właściwości elektrycznych i mechanicznych otrzymanych włókien. Dotychczasowe rezultaty wykazują, że w miarę wzrostu średnicy włókna pakowego spada wytrzymałość, a obecność nanododatku zmienia właściwości elektryczne kompozytowych włókien węglowych w porównaniu do włókien czystych.

EN

Commonly used precursor for carbon fibres is polyacrylonitrile (PAN). Recently, more and more types of carbon fibres being available on the market are produced from the processing of petroleum and coals, those are mesophase and isotropic pitches. Coal tar mesophase pitches are suitable precursors to obtain ultra high Young modulus carbon fibres. In this work the possibility to fabricate the pitch - based carbon fibres containing single walled carbon nanotubes is discussed. As the precursor mesophase pitch (AR, Mitsubishi gas Chemical Company) has been used. The work presents preliminary results on the stabilization and carbonization processes of pure mesophase pitch fiber and the fibres with carbon nanotubes. Electrical and mechanical properties of the resulting fibres are studied. It was found that an increase of pitch fibre diameters decreases carbon fibre strength, whereas the presence of carbon nanotubes modifies the electrical properties of composite carbon fibres in comparison to pure carbon fibres.

Słowa kluczowe

PL

pak mezofazowy; nanorurka węglowa; włókno węglowe

EN

mesophase pitch; carbon nanotube; carbon fibres

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2009
• Tom: Nr 2
• Strony: 74--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., 7 rys., 1 tabl.

Twórcy

autor

Mikociak D.

autor

Michałowski J.

autor

Błażewicz S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

Bibliografia

• 1. Gay D., Hoa S.V., Tsai S., Composite Materials. Design and Applications, CRC PRESS, Boca Raton, London, New York, Washington, D.C. 2003.
• 2. Güther H.M., Wüllner A., Optimisation of the cooling channel design of Carbon-Ceramic Brakes, SGL BRAKES GmbH, Meitingen.
• 3. Kim Y.J., Lee H.J., Lee S.W., Cho B.W., Park C.R., Effects of sulfuric acid treatment on the microstructure and electrochemical performance of a polyacrylonitrile (PAN)-based carbon anode. Carbon, 2005, t. 43, s. 163.
• 4. Skowroński J.M., Błażewicz S., Walkowiak M, New type of carbon/carbon composite as anode material for high power Li-ion cells. Journal of New Materials for Electrochemical Systems, 2006, t. 9 s. 353.
• 5. Minus M.L., Kumar S., JOM Journal of the Minerale Metals and Materiale Society, 2005, t. 57, nr 2, s. 52.
• 6. Peebles L.H., Yanovsky Y.G., Sirota A.G., Bogdanov V.V., Levit P.M., Mechanical properties of carbon fibers. New York: Marcel Dekker; 1998.
• 7. Windhorst Т., Blount G., Carbon-carbon composites: a summary of recent developments and applications. Materials and Design, 1997, t. 18, s. 11.
• 8. Chung D.D.L., Carbon fiber composites, Butterworth-Heinemann 1994.
• 9. Beauharnois M.E., Edie D.D., Thies M.C., Carbon fibers from mixtures of AR and supercritically extracted mesophases. Carbon, 2001, t. 39, s. 2101.
• 10. Suping H., Baiyun H., Kechao Z., Zhiyou L., Effects of coatings on the mechanical properties of carbon fiber reinforced HAP composites. Materials Letters, 2004, t. 58, s. 3582.
• 11. Piekarczyk-Rajzer I., Błażewicz M., Carbon fibres modified with hydroxy apatite. Engineering of Biomaterials, 2005, t. 47-53, s. 63.
• 12. Chae H.G., Sreekumer Т. V., Uchida Т., Kumar S., A comparison of reinforcement efficiency of various types of carbon nanotubes in polyacrylonitrile fibers. Polymer, 2005, t. 46, s. 10925.
• 13. Sreekumar Т.V., Liu Т., Min B.G., Guo H., Kumar S., Hauge R.H., Smalley R.E., Polyacrylonitrile Single-Ealled Carbon Nanotubes Composite Fibers. Advanced Materials, 2004, s. 16.
• 14. Chae H.G., Minus M.L., Rasheed A., Kumar S., Stabilization and carbonization of gel spun polyacrylonitrile/single wall carbon nanotube composite fibers. Polymer, 2007, t. 48, s. 3781.