Si—B掺杂沥青基炭纤维的制备及其抗氧化性能
来源期刊：新型炭材料2019年第3期
论文作者：杜力 董志军 袁观明 丛野 朱辉 李轩科 罗永明
文章页码：286 - 295
关键词：聚硼硅氮烷;掺杂;炭纤维;抗氧化;
摘 要：为了提高炭纤维的高温抗氧化性能,提出了一种制备Si—B掺杂沥青基炭纤维的方法。通过聚硼硅氮烷（PSNB）和石油沥青低温共裂解合成了Si—B掺杂沥青,Si—B掺杂沥青经熔融纺丝、原丝预氧化和炭化得到Si—B掺杂沥青基炭纤维。研究了Si—B掺杂沥青及其炭纤维的组成、微观结构和低温抗氧化性能。结果表明,随原料沥青中PSNB掺杂比例的提高,Si—B掺杂炭纤维的拉伸强度和杨氏模量逐渐降低,抗氧化性能逐渐增强。1 400℃炭化得到的Si—B掺杂炭纤维在600℃氧化240 min失重率为25%,650℃氧化140 min失重率为60%。未掺杂炭纤维在相同条件下的氧化失重率分别为46%和99%。Si—B掺杂炭纤维氧化形成的B2O3具有较好的流动性,可以在纤维表面形成连续的玻璃膜,有效地抑制基体炭的氧化。
杜力1,2，董志军1,2，袁观明2，丛野1,2，朱辉2，李轩科3，罗永明4
1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室3. 湖南大学先进炭材料及应用技术湖南重点实验室4. 中国科学院化学研究所
摘 要：为了提高炭纤维的高温抗氧化性能,提出了一种制备Si—B掺杂沥青基炭纤维的方法。通过聚硼硅氮烷（PSNB）和石油沥青低温共裂解合成了Si—B掺杂沥青,Si—B掺杂沥青经熔融纺丝、原丝预氧化和炭化得到Si—B掺杂沥青基炭纤维。研究了Si—B掺杂沥青及其炭纤维的组成、微观结构和低温抗氧化性能。结果表明,随原料沥青中PSNB掺杂比例的提高,Si—B掺杂炭纤维的拉伸强度和杨氏模量逐渐降低,抗氧化性能逐渐增强。1 400℃炭化得到的Si—B掺杂炭纤维在600℃氧化240 min失重率为25%,650℃氧化140 min失重率为60%。未掺杂炭纤维在相同条件下的氧化失重率分别为46%和99%。Si—B掺杂炭纤维氧化形成的B2O3具有较好的流动性,可以在纤维表面形成连续的玻璃膜,有效地抑制基体炭的氧化。
关键词：聚硼硅氮烷;掺杂;炭纤维;抗氧化;
