气相硼催化石墨化炭纤维对其力学性能和微观结构的影响

王慧奇^1,2，郭全贵²，刘占军²，韩涛¹，冯志海³，刘朗²

1. 中北大学材料科学与工程学院2. 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室3. 航天工艺材料研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室

摘 要：采用间接法将硼引入炭纤维（CF）中,即先将硼引入石墨坩埚中,然后将CF放到坩埚中,升温进行石墨化处理,石墨坩埚中的硼扩散出来,进入纤维中,借助硼的催化石墨化特性,从而制备出硼掺杂石墨纤维。研究硼含量对炭纤维力学性能的影响。利用X射线光电子能谱、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜对所制石墨纤维中的硼含量、结构和形貌进行表征和分析。结果表明:石墨纤维中的硼含量可控,硼的催化石墨化作用,提高了CF的石墨化度,由于硼的固溶特性引入了一些缺陷,使得CF的微结构和力学性能发生变化;通过调控CF中的硼含量（0.58%-0.68%）,能够在CF强度不损失的情况下提高其模量。

关键词：气相硼;催化石墨化;炭纤维;微结构;力学性能;