PAN预氧化纤维的炭化过程

杨永岗¹，郭建强²，刘朗²，李辉²，曹霞⁵，温月芳²

(1.中国科学院炭材料重点实验室,中国科学院山西煤炭化学研究所,山西,太原,030001;
2.中国科学院炭材料重点实验室,中国科学院山西煤炭化学研究所,山西,太原030001;
3.中国科学院研究生院,北京,100049;
4.中国科学院新疆理化技术研究所,新疆,乌鲁木齐,830011;
5.北京航空制造工程研究所,北京,100024)

摘要:采用Raman光谱、XRD、AE、XPS和TG-MS方法分析PAN预氧化纤维在连续炭化过程中纤维结构参数和C、N、O含量的变化,以及反应中小分子的释放情况.Raman光谱分析表明:在炭化过程中纤维内sp2杂化的C-C原子键距逐渐变大,晶体尺寸增大,石墨化度也随之提高,乱层石墨结构趋于完善;XRD分析结果表明:炭化过程巾纤维的择优取向性提高,微孔含量减小是炭纤维体密度增大和强度逐步提高的原因所在;从预氧化纤维、低温炭化和高温炭化纤维的表面和本体元素分析的结果发现:炭化过程中碳元素的富集和非碳元素的脱除是由外向内的过程;TG-MS分析表明:小分子的释放主要发生在低温炭化的过程中,而高温炭化过程主要是大的梯形分子链交联脱除N2的反应.

关键词:PAN; 炭纤维; 炭化; Raman光谱; XRD; TG-MS;

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