书 书 书犐犆犛 ５９ ． １００ ． ２０ 犆犆犛犙 ５３ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ４０７２４ — ２０２１ 碳纤维及其复合材料术语 犜犲狉犿犻狀狅犾狅犵狔犳狅狉犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉犪狀犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 　 ２０２１  １０  １１ 发布 ２０２２  ０５  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 碳纤维术语 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 基体和助剂术语 １０ ………………………………………………………………………………………… ５ 　 碳纤维复合材料术语 １２ …………………………………………………………………………………… ６ 　 性能与表征术语 ２４ ………………………………………………………………………………………… ７ 　 统计 、 评定与过程控制术语 ３７ …………………………………………………………………………… 参考文献 ４４ …………………………………………………………………………………………………… 索引 ４５ ………………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ４０７２４ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本文件按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２０２０ 《 标准化工作导则 　 第 １ 部分 ： 标准化文件的结构和起草规则 》 的规定起草 。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利 ， 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由全国碳纤维标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ５７２ ） 提出并归口 。 本文件起草单位 ： 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 、 北京航空航天大学 、 北京化工大学 、 中国飞机强度研究所 、 中国化学纤维工业协会 、 航天材料及工艺研究所 、 上海飞机制造有限公司 、 中国石化上海石油化工股份有限公司 、 中复神鹰碳纤维股份有限公司 、 上海晋飞碳纤科技股份有限公司 、 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 、 威海光威复合材料股份有限公司 、 中国汽车技术研究中心有限公司 、 东莞市纳米诺复合材料有限公司 、 常州市新创智能科技有限公司 、 吉林国兴复合材料有限公司 、 江苏集萃碳纤维及复合材料应用技术研究院有限公司 、 安徽弘昌新材料有限公司 、 常州启赋安泰复合材料科技有限公司 、 安徽佳力奇先进复合材料科技股份公司 。 本文件主要起草人 ： 王玉梅 、 徐 睴 华 、 顾轶卓 、 李磊 、 李德利 、 沈真 、 李常清 、 陈利 、 程小全 、 潘月秀 、 张国良 、 黄翔宇 、 袁宇慧 、 孟宪明 、 朱家强 、 王继军 、 王文义 、 谈昆伦 、 唐善学 、 路强 、 李少华 、 洪亮 、 郭红军 、 谈源 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ４０７２４ — ２０２１ 碳纤维及其复合材料术语 １ 　 范围 本文件界定了碳纤维 、 基体和助剂以及碳纤维复合材料所涉及的术语和定义 。 本文件适用于碳纤维及其复合材料 。 ２ 　 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件 。 ３ 　 碳纤维术语 ３ ． １ 碳纤维 　 犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 由有机纤维热解重组所制得的 碳含量 （ ６ ． ５ ） 超过 ９０％ （ 质量分数 ） 的 纤维 （ ３ ． ２７ ）。 ３ ． ２ 石墨纤维 　 犵狉犪狆犺犻狋犲犳犻犫犲狉 经 石墨化 （ ３ ． ２３ ） 处理 ， 碳含量 （ ６ ． ５ ） 不低于 ９９％ （ 质量分数 ） 的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ３ 碳纤维前驱体 　 犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉狆狉犲犮狌狉狊狅狉 碳纤维原丝 　 ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｒｅｃｕｒｓｏｒ 经热解重组能转化为 碳纤维 （ ３ ． １ ） 的有机纤维 。 ３ ． ４ 聚丙烯腈基碳纤维 　 犘犃犖犫犪狊犲犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 由丙烯腈聚合物 （ ＰＡＮ ） 前驱体所制得的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ５ 粘胶基碳纤维 　 狉犪狔狅狀犫犪狊犲犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 ； ｖｉｓｃｏｓｅｂａｓｅｄｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ 由粘胶前驱体所制得的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ６ 沥青基碳纤维 　 狆犻狋犮犺犫犪狊犲犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 由各向异性或各向同性的沥青等富含稠环芳烃前驱体所制得的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ７ 木质素基碳纤维 　 犾犻犵狀犻狀犫犪狊犲犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 由木质素前驱体所制得的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ８ 气相生长碳纤维 　 狏犪狆狅狉犵狉狅狑狀犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 通过催化烃类在气相中分解生长而成的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． ９ 高强型碳纤维 　 犺犻犵犺狊狋狉犲狀犵狋犺犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 具有较高拉伸强度的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 １ 犌犅 ／ 犜 ４０７２４ — ２０２１ ３ ． １０ 高模型碳纤维 　 犺犻犵犺犿狅犱狌犾狌狊犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 具有较高弹性模量的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １１ 高强中模碳纤维 　 犺犻犵犺狊狋狉犲狀犵狋犺犪狀犱犿犲犱犻狌犿犿狅犱狌犾狌狊犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 具有比高强型碳纤维更高模量的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １２ 高强高模碳纤维 　 犺犻犵犺狊狋狉犲狀犵狋犺犪狀犱犺犻犵犺犿狅犱狌犾狌狊犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 兼具较高强度和较高弹性模量的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １３ 宇航级碳纤维 　 犪犲狉狅狊狆犪犮犲犵狉犪犱犲犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 性能及质量稳定性要求严格 ， 可用于航空航天领域的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １４ 工业级碳纤维 　 犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾犵狉犪犱犲犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 具有相对较低的生产成本 ， 质量稳定性可以接受 ， 适用于一般工业用途的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １５ 回收碳纤维 　 狉犲犮狔犮犾犲犱犮犪狉犫狅狀犳犻犫犲狉 经过对 碳纤维复合材料 （ ５ ． ９ ）、 预浸料 （ ５ ． ２２ ） 以及 碳纤维 （ ３ ． １ ） 应用加工过程中产生的边角废料进行 物理或 （ 和 ） 化学方法处理而得到的 碳纤维 （ ３ ． １ ）。 ３ ． １６ 湿法纺丝 　 狑犲狋狊狆犻狀狀犻狀犵 将纺丝液从喷丝孔挤出之后直接进入凝固浴中凝固形成 纤维 （ ３ ． ２７ ） 状物质 （ 初生纤维 ） 制备 碳纤维 前驱体 （ ３ ． ３ ） 的纺丝工艺 。 ３ ． １７ 干喷湿纺 　 犱狉狔狊狆狉犪狔狑犲狋狊狆犻狀狀犻狀犵 ； ａｉｒｇａｐｓｐｉｎｎｉｎｇ 将纺丝液从喷丝孔挤出之后通过一定距离的空气层 ， 以垂直方式进入凝固浴中凝固形成 纤维 （ ３ ． ２７ ） 状物质 （ 初生纤维 ） 制备 碳纤维前驱体 （ ３ ． ３ ） 的纺丝工艺 。 　　 注 ： 干喷湿纺工艺的优点是可以实现高速纺丝 。 ３ ． １８ 熔融纺丝 　 犿犲犾狋狊狆犻狀狀犻狀犵 熔体纺丝 　 ｍｅｌｔｓｐｉｎｎｉｎｇ 将熔融态聚合物从喷丝孔挤出之后通过一定距离的气体层直接凝固成 纤维 （ ３ ． ２７ ） 状物质制备 碳纤 维前驱体 （ ３ ． ３ ） 的纺丝工艺 。 　　 注 ： 熔融纺丝工艺的优点是可以实现高速纺丝 。 ３ ． １９ 预氧化 　 狆狉犲狅狓犻犱犪狋犻狅狀 碳化以前 ， 对聚丙烯腈 、 沥青和粘胶等 碳纤维前驱体 （ ３ ． ３ ） 在空气中所做的热稳定化处理 。 　　 注 ： 碳纤维前驱体在此过程中会发生一系列复杂的化学反应 。 以聚丙烯腈原丝为例 ， 通常发生环化 、 脱氢 、 氧化 、 交 联等 ， 使其转化成热稳定耐热结构 。 ３ ． ２０ 预氧丝 　 狆狉犲狅狓犻犱犻狕犲犱犳犻犫犲狉 对 碳纤维前驱体 （ ３ ． ３ ） 进行 预氧化 （ ３ ． １９ ） 处理后得到的 纤维 （ ３ ． ２７ ）。 ２ 犌犅 ／ 犜 ４０７２４ — ２０２１ ３ ． ２１ 氧化纤维 　 狅狓犻犱犻狕犲犱犳犻犫犲狉 丙烯腈聚合物前驱体在含氧气氛的 预氧化 （ ３ ． １９ ） 炉中加热转化而成的带有共轭环梯形分子结构 ， 密度约为 １．３３ｇ ／ ｃｍ ３ ～ １．４５ｇ ／ ｃｍ ３ 的黑色不燃 纤维 （ ３ ． ２７ ）。 ３ ． ２２ 碳化 　 犮犪狉犫狅狀犻狕犪狋犻狅狀 在惰性气氛中将 预氧丝 （ ３ ． ２０ ） 转化为 碳纤维 （ ３ ． １ ） 的热处理过程 。 　　 注 ： 通常包括低温碳化和高温碳化 ， 在惰性气氛中 ４００℃ ～ １０００℃ 的热处理过程为低温碳化 ， 在惰性气氛中 １０００℃ ～ １８００℃ 的热处理过程为高温碳化 。 ３ ． ２３ 石墨化 　 犵狉犪狆犺犻狋犻狕犪狋犻狅狀 通常于 碳化 （ ３ ． ２２ ） 后在惰性气氛中以更高的温度所做的热处理 。 　　 注 ： 通常石墨化处理温度在 １９００℃ 以上 。 ３ ． ２４ 上浆 　 狊犻狕犻狀犵 在 碳纤维 （ ３ ． １ ） 表面施加 上浆剂 （ ４ ． ２ ） 的工艺过程 。 ３ ． ２５ 未上浆纤维 　 狌狀狊犻狕犲犱犳犻