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原丝预氧化和碳化过程中的结构转变和控制对碳纤维的结构和性能影响极大。本文主要针对自制聚丙烯腈基原丝的预氧化和碳化工序进行工艺研究。在预氧化工序中主要研究了预氧化温度、时间和张力对预氧化纤维的平衡含水率、氧含量、密度、皮芯结构以及对预氧化纤维和碳纤维力学性能的影响。在碳化工艺研究中主要讨论了碳化温度、张力和炉内气氛对碳纤维结构和性能的影响。确定了与自制的PAN原丝相匹配的预氧化和碳化工艺。本文所研究的PAN基原丝氧化和碳化工艺为上海石化腈纶部PAN基碳纤维技术开发千吨级项目工程提供了氧化和碳化系统设计和装备设计的依据。