| 聚丙烯腈基炭纤维制备过程中的表面形态和结构研究 |
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| 引用本文： | 王延相,王成国,朱波,何东新,井敏,王强.聚丙烯腈基炭纤维制备过程中的表面形态和结构研究[J].新型炭材料,2005,20(1):51-57. |
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| 作者姓名： | 王延相 王成国 朱波 何东新 井敏 王强 |
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| 作者单位： | 山东大学,材料科学与工程学院,山东,济南,250061 |
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| 基金项目： | 国家十五期间 863项目(2002AA304130)，国家自然科学基金(59783002)~~ |
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| 摘 要： | 为了制备高性能的聚丙烯腈基炭纤维，用SEM和TEM等分析方法跟踪炭纤维生产全过程中纤维微观结构所发生的变化。在湿法纺丝中，控制预牵伸倍数为7倍，调整凝固浴的温度为16℃时，可纺出截面近似圆形的高质量原丝，纤维的截面和表面的微纤比较紧凑，表面缺陷和裂纹较少；原丝经过预氧化后仍保持原来的微原纤结构，纤维外部表层的石墨微晶较大，所含孔隙较少，内部的微晶较小且含有大量孔隙。用高锰酸钾改性原丝能够得到质量优异的预氧化纤维，改性预氧丝的纤维基面增加比未改性的多，基面沿纤维轴排列的程度更高。所制备的炭纤维具有由原丝演变来的微观结构，微纤沿纤维轴高度取向，微纤之间有细长的孔隙，并堆砌在一起形成枝化微纤的伸展网络，炭纤维截面形状也近似为圆形。合理调整制备工艺，得到了强度为3．6GPa-4．2GPa，断裂延伸率为1．6％-1．8％，模量为235GPa-240GPa的聚丙烯腈基炭纤维。结果表明：炭纤维的微观组织结构与原丝的微观组织结构密切相关，高强度、高取向度和结构均匀的原丝是获得高强度和高模量炭纤维的前提。
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| 关 键 词： | 聚丙烯腈原丝 预氧化 炭化过程 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 炭纤维 制备方法 预氧化工艺 |
| 文章编号： | 1007-8827(2005)01-0051-07 |
| 修稿时间： | 2004年9月30日 |
Changes in the surface morphology and microstructure in the preparation of PAN-based carbon fibers |
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| WANG Yan-xiang,WANG Cheng-guo,ZHU Bo,HE Dong-xin,JING Min,WANG Qiang.Changes in the surface morphology and microstructure in the preparation of PAN-based carbon fibers[J].New Carbon Materials,2005,20(1):51-57. |
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| Authors: | WANG Yan-xiang WANG Cheng-guo ZHU Bo HE Dong-xin JING Min WANG Qiang |
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| Keywords: | PAN fiber Stabilization Carbonization SEM TEM |
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