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1、第31卷第5期航天返回与遥感2010年10月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING65PAN基高模量碳纤维微观结构研究韩赞张学军田艳红杨延风沈曾民(北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029)摘要采用X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)和拉曼光谱(Raman光谱)研究了3种自制PAN基高模###量碳纤维(1,2,3)的微观结构,并与M40J,M46J,M55J碳纤维进行了对比。结果表明:3种自制PAN基#####高模量碳纤维微晶尺寸的大小顺序为3>2>1;
2、1到3碳纤维表面和截面Raman光谱所获得的R值#(D峰和G峰的积分强度比)均减小,石墨化程度升高,结晶性变好;1碳纤维的结晶性介于M40J碳纤维和##M46J碳纤维之间,2和3介于M46J碳纤维和M55J碳纤维之间;三者的石墨化程度略高于M46J碳纤维。关键词高模量碳纤维微观结构结晶性石墨化中图分类号:TB332;V21414118文献标识码:A文章编号:1009-8518(2010)05-0065-07MicrostructureofPAN-basedHighModulusCarbonFibersHanZanZhan
3、gXuejunTianYanhongYangYanfengShenZengmin(KeyLaboratoryofCarbonFiberandFunctionalPolymers,MinistryofEducation,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)##AbstractThemicrostructureofthreekindsofself-madePAN-basedhighmoduluscarbonfibers(1,2and#3)wasi
4、nvestigatedbyX-raydiffractionandRamanspectroscopy,andwascomparedwiththatofcarbonfiberM40J,#####M46J,M55J.Theresultsshowedthatcrystalsizewasintheorderof3>2>1.From1to3,andRvalueswhichwereobtainedfromthesurfaceandcrosssectionRamanspectroscopyofcarbonfiberdecreased,w
5、henthedegreeof#graphitizationincreased,thecrystallineofcarbonfibersarebetter.Thecrystallinedegreeof1wasbetweenthatofcar-##bonfiberM40JandM46J,whilethecrystallinedegreeof2and3wasbetweenthatofcarbonfiberM46JandM50J,thedegreeofgraphitizationofthreekindsofself-madeca
6、rbonfiberswasalittlehigherthanthatofcarbonfiberM46J.KeywordsHighmoduluscarbonfiberMicrostructureCrystallineGraphitization1引言碳纤维具有高比强度、高比模量、低密度、低膨胀、耐高温、耐烧蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热等一系列优异性能,常作为先进结构复合材料最重要的增强材料。近年来,随着制备技术的进步、生产规模的扩大以及生产成本不断降低,在医疗器械、交通运输、体育用品及休闲娱乐等民用工业领域的应用也在逐步
7、扩大。作为碳纤维家族中的一个重要品种,高模量碳纤维是指碳化后再在惰性气体的保护下于2000e~3000e的[1-4]高温条件下经石墨化处理而得到的具有较高强度和极高模量的碳纤维,也被称为石墨纤维,在国防、航空航天等高科技领域都得到了较为广泛的应用。由于碳纤维的宏观力学性能直接依赖于碳纤维的微观结[5-7]构,因此研究碳纤维的微观结构,分析微观结构和性能之间的相关性,进而通过制备工艺控制碳纤维微收稿日期:2010-05-27基金项目:国家高科技研究发展计划(863计划)资助66航天返回与遥感2010年第31卷[8-9]观结
8、构的形成与演变,对于提高碳纤维的强度和模量尤为重要。###本文利用X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)和Raman光谱研究了自制1,2,3碳纤维的微观结构,并与M40J,M46J,M55J三种碳纤维进行了比较。2实验材料和方法211实验材料###样品:自制1,2,3碳纤维以及日本东丽公司生产的M40
