碳纖維液相氧化后的性能及微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、碳纖維的性能與其結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。在一些強(qiáng)氧環(huán)境中，纖維的結(jié)構(gòu)和性能可能發(fā)生改變。本論文以實驗室自制碳纖維為原料，研究了碳纖維在濃HNO3及不同濃度的濃H2SO4/濃HNO3強(qiáng)氧化介質(zhì)中的性能與結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明，只有濃HNO3單獨氧化時，碳纖維強(qiáng)度較未處理前有所增加，模量變化不大;在濃H2SO4和濃HNO3的共同氧化作用下，碳纖維強(qiáng)度和模量均隨著處理時間的延長不斷下降，且隨著濃H2SO4體積分?jǐn)?shù)的增加下降加快。通過XRD、Raman

2、光譜、SEM及HRTEM等分析手段研究了經(jīng)強(qiáng)氧介質(zhì)處理后纖維的微觀結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明，濃HNO3的氧化作用基本未破壞碳纖維的石墨片層微晶結(jié)構(gòu)，主要影響的是平行于纖維軸向的微觀尺寸，在它的氧化作用下石墨片層微晶變小;而濃H2SO4的加入破壞了碳纖維的微晶結(jié)構(gòu)，使微晶片層間交聯(lián)斷裂，最導(dǎo)纖維形態(tài)完全消失。其氧化主要是改變了纖維的片層堆疊方向的厚度。通過對經(jīng)處理樣品的密度、元素成分分析及TG分析，初步探討了碳纖維在H2SO4/濃HNO3強(qiáng)氧化