热重分析仪研究中间相沥青纤维的炭化.pdf

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1、第36卷第4期矿冶工程V〇1.36^42016年08月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGAugust2016热重分析仪研究中间相沥青纤维的炭化余芬1,2,陈雷1,费又庆'，2(1.湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082;2.湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室，湖南长沙410082)摘要：采用热重分析方法对不同氧化条件下制备的沥青预氧化纤维的炭化失重过程进行了跟踪研究，利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重质谱联用(TG-MS)、扫描电镜以及纤维强伸仪分析了氧化纤维的官能团和炭化过程形成的气

2、相产物的分布，以及炭纤维产品的微观结构和力学性能。结果表明:不同氧化条件下制备的预氧化纤维的炭化DTG曲线在起始失重温度、最大失重速率以及碳收率等方面具有明显的差异。随着氧化程度提高和纤维内部交联加深，失重曲线上的炭化反应向高温推移，碳收率下降，得到的碳纤维芯部微晶熔融得以控制，并且力学性能改善。但氧化过度时碳纤维的力学性能会明显下降。利用TG研究沥青纤维的炭化过程对氧化工艺的制定以及结构、性能预测具有一定的指导意义。关键词：碳纤维；中间相沥青纤维；热重分析；炭化；氧化中图分类号：TB334文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.0

3、253-6099.2016.04.026文章编号：0253-6099(2016)04-0100-04InvestigatingCarbonizationofMesophasePitchFibersbyThermo-gravimetricAnalysisYUFen1，2,CHENLei1，FEIYou-qing1，2(1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，Hunan，China;2.StateKeyLaboratoryofAdvancedD

4、esignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha410082，Hunan，China)Abstract：Theweightlossduringthecarbonizationolmesophasepitchfibersunderdifferentoxidationconditionswasmonitoredbythermogravimetricanalysis(TG).Thefunctionalgroupsoltheoxidizedlibers，thedistributio

5、nofgasproducts，aswellasthemicrostructureandmechanicalpropertiesolthecarbonizedfibersintheprocessolcarbonizationwerecharacterizedbyFouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IR)，thermogravimetricmassspectrometry(TG-MS)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andsinglelilamenttensiletest.

6、TheresultsindicatedthatthecarbonizationDTGcurvesolthepre-oxidizedliberhadsignificantdifferencesinaninitialweight-losstemperature，maximumweight-lossrateandcarbonyield.Withtheintensificationoloxidationandinternalcross-linkingolthepitchfibers，thecarbonizationreactionwasshiftedt

7、ohighertemperatureontheweight-losscurvewhilethecarbonyielddecreased，leadingtocarbonfiberswithfusion-freecorecrystallitesandimprovedmechanicalproperties.Butexcessiveoxidationcouldresultinpoormechanicalproperties.Thus，investigatingthecarbonizationprocessolpitchfiberswiththermo

8、gravimetricanalysishasbenefitsforestablishingoxidationprocessandpredictingt