用RAMAN光譜研究碳纖維皮芯結(jié)構(gòu)隨熱處理溫度的演變規(guī)律

       用Raman光譜研究碳纖維經(jīng)不同溫度熱處理后其皮芯結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著熱處理溫度的提高，碳纖維表面和內(nèi)部的Raman光譜具有相似的變化趨勢。同時，表征碳纖維表面和內(nèi)部石墨化程,度的R1與R0，值均越來越小，且R值減小得更快，說明碳纖維的石墨化程度越來越高，并且表面的石墨化程度提高的更快，這是因為碳纖維表面和內(nèi)部的碳有著不同的石墨化物性。前者接近于軟碳，易于石墨化；后者接近于硬碳，難于石墨化，可能是樹脂碳。文章提出并采用皮芯結(jié)構(gòu)因子。來表征了碳纖維的皮芯結(jié)構(gòu)程度。當R。等于1時，碳纖維是完全均質(zhì)的。隨著熱處理溫度的升高，碳纖維的R。趨向于零，說明其皮芯結(jié)構(gòu)越來越嚴重。碳纖維的皮芯結(jié)構(gòu)加重是最終導致其抗拉強度不斷降低的原因之一．

       PAN基碳纖維具有高強、高模、輕質(zhì)、耐腐蝕等一系列的優(yōu)異性能，因此廣泛應用于航天航空等軍事領(lǐng)域和民用工業(yè)，是典型的軍民兩用新材料。碳纖維的皮芯結(jié)構(gòu)始于預氧化過程中，后經(jīng)炭化皮芯結(jié)構(gòu)先是變得嚴重而后又減弱，但皮芯結(jié)構(gòu)仍然保留在纖維中，這方面已有人做過大量的工作，研究了碳纖維的預氧化及碳化后其皮芯結(jié)構(gòu)的變化和對碳纖維力學性能的影響，而對于高溫石墨化后碳纖維的皮芯結(jié)構(gòu)的變化及其對力學性能的影響的研究則相對較少。

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