【摘 要】
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采用小角X射线散射(SAXS),广角X射线衍射(WAXD),气相色谱(GC),扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,定量探讨了炭化气场压力对PAN基碳纤维聚集态结构及其力学性能的影响.结果表明:
【机 构】
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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
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采用小角X射线散射(SAXS),广角X射线衍射(WAXD),气相色谱(GC),扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,定量探讨了炭化气场压力对PAN基碳纤维聚集态结构及其力学性能的影响.结果表明:PAN基碳纤维密度及其晶区含量与炭化气场压力(Po)具有显著关联性,三者同步提升,趋势明显.SAXS和WAXD研究分析表明:气固相反应体系内的热量传递和释放对PAN基碳纤维微晶结构和微孔结构的形成影响显著,炭化气场微正压实现热量的有效传递的及时释放,有利于小晶粒的形成,并对孔隙的形成具有抑制作用.保持气场压力(Po)为30 Pa,所得PAN基碳纤维的微孔尺寸(4.36 nm)和微晶尺寸(1.34 nm)最小,孔隙率(14.4％)最低,此时拉伸强度(3.96 GPa)最高,较常压和高压条件下制备的PAN基碳纤维最高提升了15.8％.
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