高溫石墨化對碳纖維結構的影響

錢 鑫，張永剛，王雪飛

（中國科學院 寧波材料技術與工程研究所 碳纖維制備技術國家工程實驗室，寧波 315201）

高溫石墨化對碳纖維結構的影響

錢 鑫，張永剛，王雪飛

（中國科學院 寧波材料技術與工程研究所 碳纖維制備技術國家工程實驗室，寧波 315201）

使用高溫石墨化爐對實驗室自制的高強中模碳纖維進行連續石墨化處理，制備得到了強度4.86 GPa、模量541 GPa的高強高模碳纖維，并詳細研究了石墨化處理過程中主要工藝參數對碳纖維結構與性能的影響。研究結果探討掌握了高溫石墨化（2 500 ℃）處理前后碳纖維微觀結構的演變規律。

高模碳纖維；高溫石墨化；微觀結構；演變規律；試驗

0 引言

高模碳纖維又稱石墨纖維，是指碳質量分數在99%以上的碳纖維，它是由碳纖維經過石墨化處理制備得到的一種纖維。由于高模碳纖維是在高強中模碳纖維基礎上制備得到的，鑒于碳纖維技術水平的限制，目前國內已有文獻中關于石墨纖維結構與性能方面的研究，大多數是使用國外高強碳纖維（如日本東麗T300、T800碳纖維）經過退漿處理，然后再使用高溫石墨化爐進行處理制備得到[1～4]。課題組在成功制備高強中模碳纖維的基礎上，以實驗室制備碳纖維為原料進行石墨化處理，制備得到拉伸強度4.86 GPa、拉伸模量541 GPa的高強高模碳纖維。由于石墨化溫度約在2 200℃時，碳纖維各項結構參數均出現顯著變化，因此該溫度為石墨化敏感溫度[5]。課題組分別對低溫石墨化（1 600～2 200 ℃）及高溫石墨化（2 500℃）過程中石墨化處理對碳纖維結構與性能的影響展開了深入的研究?！?br>