PAN基碳纤维的微观组织结构与力学性能关系研究

谭婷婷¹，王成国¹，井敏²，冯志海³，杨云华³，陈旸¹，谢奔¹

1. 山东大学山东省碳纤维工程技术中心2. 山东建筑大学材料科学与工程学院3. 航天材料及工艺研究所

摘 要：采用场发射扫描电子显微镜、广角X射线衍射、元素分析、高分辨透射电子显微镜对东丽T700S、T700G和东邦UT500 3种碳纤维的表面和断面形貌、化学组成及石墨微晶等微观组织结构进行了表征,比较了这3种碳纤维的微观结构差异,并分析了这些差异对力学性能的影响。结果表明,T700G碳元素含量较高,氮元素含量较低,它的石墨微晶尺寸较大,取向度较高,这是它比T700S拉伸模量高但断裂伸长率低的原因;UT500的表面结构与断面结构不如T700S和T700G好,微晶尺寸也较小,但它的直径略细,而且石墨微晶内(002)晶面排列比T700S和T700G更规整,导致UT500的综合力学性能略优于T700S和T700G。

关键词：PAN基碳纤维;微观组织结构;力学性能;