放电等离子烧结下碳化硼对聚丙烯腈基碳纤维石墨化的影响

作者：刘红浩; 曾凡浩^*; 张福勤

来源：粉末冶金材料科学与工程, 2022, 27(06): 601-609.

DOI：10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2022053

• 放电等离子烧结
• 碳化硼
• 碳纤维
• 石墨化度

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)工艺制备碳纤维增强碳化硼(Cf/B4C)复合材料，通过X射线衍射和激光拉曼光谱对聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)基碳纤维石墨化度进行表征，重点研究烧结温度、烧结压力和保温时间对碳纤维石墨化的影响。结果表明，温度、压力和保温时间均对碳纤维石墨化有影响，其中烧结温度的影响最明显。烧结温度为2 000℃时，碳纤维的(002)晶面间距d(002)和拉曼光谱中D峰强度ID与G峰强度IG的比值分别为0.336 nm和0.377，石墨化度达到92.21%。根据XRD所测的石墨化度和拉曼光谱中R-1的对应关系，拟合得到拉曼光谱表征碳纤维石墨化度的公式。SPS下PAN基碳纤维的低温石墨化是由于SPS综合了温度、压力和电流的影响，以溶解-再析出为主要催化机理，其中界面活化程度或许是产生碳纤维石墨化度差异的根本原因。

• 单位
  中南大学