PAN基碳纖維宏微觀結(jié)構(gòu)與拉伸強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性

王美玲，邊文鳳,2，姜兆春

（1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，哈爾濱 150000；2. 碳纖維制備及工程化國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 威海 264200；3. 空軍駐青島地區(qū)軍事代表室，山東 青島 266000）

PAN基碳纖維宏微觀結(jié)構(gòu)與拉伸強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性

王美玲1，邊文鳳1,2，姜兆春3

（1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，哈爾濱 150000；2. 碳纖維制備及工程化國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 威海 264200；3. 空軍駐青島地區(qū)軍事代表室，山東 青島 266000）

采用掃描電子顯微鏡、激光拉曼光譜儀、X射線衍射儀和X射線小角散射儀對(duì)市場采購的T300及T700碳纖維和實(shí)驗(yàn)室自制的SY300及SY700碳纖維的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和分析，比較了這4 種碳纖維在宏觀和微觀之間的差異，并分析了這些差異對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：宏觀方面，拉伸強(qiáng)度與直徑成反比關(guān)系，其數(shù)值大小與直徑實(shí)驗(yàn)方法密切相關(guān)；微觀方面，對(duì)于不同類型碳纖維的拉伸強(qiáng)度與石墨化程度和微晶厚度成正比，與微晶層間距和微孔大小成反比。對(duì)于同類型的碳纖維，其石墨化程度、微晶厚度及層間距相近，微孔尺寸是影響拉伸強(qiáng)度的最主要因素。

聚丙烯腈基碳纖維；微觀結(jié)構(gòu)；拉伸強(qiáng)度；關(guān)聯(lián)性；研究

0 引言

自1960年代后期研發(fā)出具有極大潛力的高強(qiáng)型碳纖維以來，已經(jīng)對(duì)碳纖維的結(jié)構(gòu)和拉伸強(qiáng)度做了大量的研究。研究表明[1～4]，碳纖維微觀結(jié)構(gòu)的差異是影響其強(qiáng)度和斷裂行為的重要因素。其中，需要注意的是碳纖維的拉伸強(qiáng)度并非固定不變的，這是由于結(jié)構(gòu)中存在的宏觀和微觀上的不均勻性，如直徑、截面形貌、微晶尺寸、存在的裂紋和缺陷等引起的。……