聚丙烯腈基炭纤维中微孔的演变规律

• 作者: 冯志海 吕春祥 吴刚平 李永红 李登华 李秀涛 贺福 郭玉明
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 炭纤维 微孔 分形维数 X射线小角散射
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 41-47
• 页数: 7页
• 分类号: TQ342~+.742
• 字数: 4322字
• 语种: 中文

摘要

利用二维小角X射线散射技术(SAXS),结合纤维孔结构解析理论及分形原理得到了炭纤维形成过程中纺丝、预氧化、低温和高温炭化等四个阶段样品的微孔结构信息.结果表明:原丝中孔隙沿纤维轴向择优取向,呈长梭状,其长轴与短轴的平均尺寸分别为24.3 nm和19.2 nm,长径比为1.27.遗留到预氧化阶段的原丝孔洞使得预氧化纤维出现高达1.85的长径比极大值,这可能与原丝线性结构向预氧丝耐热梯形结构转化有关.炭化阶段微孔尺寸迅速减小,长轴、短轴分别达到3.56 nm和2.85 nm左右,长径比也减小至1.24.分形状态研究表明:表面分形维数D_S值介于2.42～2.88之间,且随工艺的进行逐渐增大,低温炭化阶段变化幅度较大,说明各级产品在微观结构上越来越复杂,亦证明低温炭化是促进炭纤维微观结构转变的重要的工艺段.