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纤维的张力是其内部结构复杂变化的综合的外在体现，可以将张力作为一种极有效的参数来获取纤维在不同反应阶段的结构变化的信息。通过采用连续化和间歇化实验相结合的方法，借助傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、元素分析(EA)、热失重分析(TG)和力学性能分析等测试手段，对不同预氧化程度的PAN纤维在预氧化、低温炭化和高温炭化等阶段的结构变化与张力的关联性进行了分析和讨论。结果表明，以预氧化阶段张力衡量预氧化程度适当与否比传统的方法更具优越性，在210～285℃间进行预氧化时，当张力由增大趋势转为降低时预氧化程度最适当，所得的炭纤维强度最高，可达4.16 Gpa。预氧化程度对后续的低温炭化和高温炭化阶段有着不同的影响，在低温炭化阶段，张力随着预氧化程度的加深而升高，而在高温炭化阶段则逐渐降低。纤维在各阶段的模量变化与其张力变化趋势一致，各阶段纤维的张力变化与其模量有着直接的关联。较低的预氧化程度可以获得较高模量的炭纤维，适中的预氧化程度可以获得高抗张强度的炭纤维，而过高的预氧化程度会使纤维内分子链受损，降低炭纤维的力学性能。