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聚丙烯腈基碳纤维由于其高性能被广泛应用于航空航天等领域,然而目前碳纤维的制备成本依然很高,限制了其应用的平民化。聚丙烯腈基碳纤维的高成本来源于两部分,一是聚丙烯腈前驱体,二是复杂制备过程中的设备投入和高能耗。若需制备高模量碳纤维,所需石墨化的能耗尤其高,这主要是由于石墨化温度很高通常要加热到2000℃以上。而传统的石墨化炉是通过石墨管电阻热间接热处理碳纤维,所加热的空间范围远远大于碳纤维束体积,能量利用率低。此外,石墨化炉的炉体结构复杂,升温速率慢等都增加了石墨纤维的制备成本。而激光作为一种强有力的