碳纤维在高温碳化过程中微观结构和性能的关系

作者：于继胤; 李俊锋; 宁臣; 敖玉辉; 郭佩佩; 尚垒^*

来源：合成纤维, 2022, 51(10): 27-32.

DOI：10.16090/j.cnki.hcxw.2022.10.007

• PAN基碳纤维
• 高温碳化
• 晶体结构
• 力学性能
• 电阻率

为了进一步深入理解碳化过程中纤维的组织结构演变规律，研究了高温碳化期间不同温区与聚丙烯腈(PAN)基碳纤维微观结构、电阻率和力学性能的关系。随着热处理温度升高，碳元素含量快速增加，同时碳纤维的电阻率从3.19×10-5Ω·m迅速下降到1.59×10-5Ω·m。在碳化期间，先形成不规则乱层石墨结构，随着温度升高，石墨层间距减小并且晶粒厚度逐渐增加，拉伸模量逐渐增大。石墨碳层变得有序，ID/IG从2.79减小到1.50，化学反应使sp3杂化碳转化为sp2杂化碳原子且微晶尺寸变小。

• 单位
  长春工业大学; 生命科学学院