炭纤维中微孔在模拟复合材料石墨化过程中的演变(英文)

吴刚平¹，李登华¹，杨禹¹，吕春祥¹，张寿春¹，徐耀²，李秀涛³，冯志海³，李志宏⁴，吴中华⁴

1. 中国科学院山西煤炭化学研究所炭纤维制备技术国家工程实验室2. 中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室3. 航天材料与工艺研究所先进功能复合材料国家工程实验室4. 中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室

摘 要：将聚丙烯腈基炭纤维在石墨化炉中维持定长加热,以模拟炭/炭复合材料制备过程中炭纤维结构的变化,并采用小角X射线散射(SAXS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)检测石墨化过程中的结构演变。随着温度的提高炭纤维中微孔的平均回转半径、长度、宽度、截面积和体积分数呈现先减小后增大的趋势,并在约2300℃出现极小值。炭纤维中孔隙尺寸的变化与炭层片的活动性密切相关。炭层的缩合和有序化导致孔隙率的减小,而炭层在更高温的簇状化导致孔隙尺寸的增大。

关键词：炭纤维;小角X射线散射;炭层结构;石墨化;