铜和硼化物对PAN基炭纤维的催化石墨化作用

将单质铜、硼酸、PAN基炭纤维进行混合研磨,经过石墨化炉高温处理,利用X射线衍射检测了铜和硼在热处理过程中的变化,研究催化剂的量和热处理温度对石墨化度的影响,结果显示炭纤维的石墨化度由25.6%提高到95.6%,表明铜和硼化物二元催化剂体系要比一元催化剂体系铜或硼更能显著地提高PAN基炭纤维的石墨化度,并完善炭纤维的石墨晶型。     

B_4C催化剂对PAN基炭纤维径向结构和性能的影响

采用机械混合法将纳米B4C催化剂均匀地分散在自制纺丝液中,经预氧化、低温炭化、高温炭化处理后,分析硼元素在PAN基炭纤维径向上的分布。并通过扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子扫描(AES)、X射线光电子扫描(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)以及X射线衍射(XRD)等测试方法观察并研究了炭纤维表面形貌和结构的变化以及硼的催化石墨化效应。实验结果表明:添加B4C催化剂可以提高炭纤维的径向均匀程度,弱化皮芯结构,提高整体的石墨化度。     

激光隧道炉炭纤维超高温石墨化处理方法

为突破现有炭纤维石墨化炉温度低、能耗高的技术瓶颈,提出一种采用激光加热技术的炭纤维超高温石墨化方法,并研制一套炭纤维超高温石墨化激光隧道炉实验装置。利用激光在氩气气氛中照射PAN基炭纤维进行石墨化处理,根据Raman光谱和X射线衍射分析(XRD)对激光石墨化处理的炭纤维试样的化学结构和微晶结构进行表征。结果表明,激光隧道炉超高温热处理的炭纤维无序碳含量和晶面间距大幅减小,晶粒尺寸变大,石墨化程度有显著提升,验证了该设备和方法的可行性;通过调整工艺参数可实现3 000℃超高温条件下石墨纤维连续生产的可控制备。     

高温处理对PAN基炭纤维热稳定性的影响

将2种PAN基炭纤维经3次2 500℃高温处理,研究了不同次数处理后炭纤维的晶格参数、灰分含量以及炭纤维在静态和流动空气中的热稳定性。结果表明高温处理能改善PAN基炭纤维的石墨微晶结构,减少灰分含量;随着高温处理次数的增加,炭纤维在静态空气和流动空气中的氧化失重率降低,热稳定性提高。     

日本聚丙烯腈基炭纤维的研制及生产近况

我国家科委组成的炭纤维考察团,应日本高分子学会的邀请,对日本炭纤维及其复合材料进行为期三周的考察。本文主要介绍日本有关聚丙烯腈(PAN)基炭纤维对原丝的要求、预氧化炭化及表面处理的一些基本看法;着重介绍日本主要PAN基炭纤维生产厂,如东丽、日本炭、东邦及三菱公司的近期发现概况。一、供生产炭纤维用的聚丙烯腈长丝日本专家们一致认为,供炭化用的聚丙烯腈原丝与民用产品不同,甚至生产不同性能的炭纤维对PAN长丝的要求也不一样。从化学结构来说,聚丙烯腈纯聚体的结构规整,有利于形成六元环的似石墨结构。因此纯聚长丝是比较合适的,但纯聚体不易成纤,易微纤化     

在石墨化过程中采用热牵伸法制备高性能PAN基炭纤维

对PAN基炭纤维（PANCF）石墨化处理过程中采用热牵伸的工艺进行了初步探讨。实验结果表明：适当张力的热牵伸可以得到高模高强的炭纤维。本文还对热牵伸改善炭纤维力学性能的原因进行了讨论。     

文摘

聚丙烯腑基碳纤维高温石墨化综述[刊,中],卢天豪。陆文睛。童元建//高科技纤维与应用,2013,38（3）：46-53．74针对高模量炭纤维制备的关键工艺环节,综述总结了石墨化的基本工艺和石墨化高温处理过程纤维组成、结构的变化以及对最终炭纤维力学性能的影响,以期为我国高强高模炭纤维研发提供借鉴。综述结果表明,一步法石墨化高温处理有利于保持纤维的高强度特性,该工业化技术具有发展潜力：1800℃前后纤维密度为先降后升;随着纤维对石墨晶体结构逐渐完善．层间距减少。模量提高;催化石墨化以及强磁场或射线处理可促使纤维石墨晶体结构的完善,但不易工业化实施：石墨化过程中适施应力是一项保持纤维强度和提高模量的有效措施。     

文摘

聚丙烯腈基碳纤维高温石墨化综述[刊,中]/卢天豪,陆文晴,童元建//高科技纤维与应用,2013,38(3):46～53,74针对高模量炭纤维制备的关键工艺环节,综述总结了石墨化的基本工艺和石墨化高温处理过程纤维组成、结构的变化以及对最终炭纤维力学性能的影响,以期为我国高强高模炭纤维研发提供借鉴。综述结果表明,一步法石墨化高温处     

大直径中间相沥青基炭纤维的制备研究

以萘系中间相沥青为原料,通过熔融纺丝和随后的预氧化、炭化以及石墨化处理制备了中间相沥青基圆形炭纤维.研究了热处理温度对纤维导电性能和力学性能的影响,并采用红外光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对纤维的组成、形貌和微观结构进行了表征.研究结果表明：纤维在预氧化时形成的羟基、酰基等含氧官能团在随后的炭化、石墨化处理过程中消失;随热处理温度的升高,石墨微晶逐渐发育、长大,并沿纤维轴向高度取向,纤维的电阻率不断降低,力学性能不断增强;3 000℃石墨化纤维电阻率为1.3μΩ·m,对应的强度和模量值为1.6GPa和380 GPa.     

炭/炭复合材料组分微观结构及热处理研究进展

炭/炭复合材料组分的微观结构具有多样性.不同前驱体的炭纤维的微观结构不同,PAN基炭纤维的结构最精细,有基本炭网面、微原纤、微纤和条带结构共四级结构单元,高温热处理将使微原纤结构消失从而变成三级结构:基本炭网面、微纤和条带结构;沥青基炭纤维中大致有三级结构单元:微域、域和织构;基体材料无论是热解炭还是沥青炭,都有三级结构,基本结构单元(BSU)、小区域分子取向(LMO)、织构;基体/纤维界面的结构很复杂,具有过渡性,界面结构不但有梯度变化,也有织构突变,基体/纤维界面应力同样会影响纤维的表面和内部结构,这种结构变化在高温热处理后更加明显.