用RAMAN光谱研究碳纤维皮芯结构随热处理温度的演变规律

       用Raman光谱研究碳纤维经不同温度热处理后其皮芯结构的演变规律。结果发现：随着热处理温度的提高，碳纤维表面和内部的Raman光谱具有相似的变化趋势。同时，表征碳纤维表面和内部石墨化程,度的R1与R0，值均越来越小，且R值减小得更快，说明碳纤维的石墨化程度越来越高，并且表面的石墨化程度提高的更快，这是因为碳纤维表面和内部的碳有着不同的石墨化物性。前者接近于软碳，易于石墨化；后者接近于硬碳，难于石墨化，可能是树脂碳。文章提出并采用皮芯结构因子。来表征了碳纤维的皮芯结构程度。当R。等于1时，碳纤维是完全均质的。随着热处理温度的升高，碳纤维的R。趋向于零，说明其皮芯结构越来越严重。碳纤维的皮芯结构加重是最终导致其抗拉强度不断降低的原因之一．

       PAN基碳纤维具有高强、高模、轻质、耐腐蚀等一系列的优异性能，因此广泛应用于航天航空等军事领域和民用工业，是典型的军民两用新材料。碳纤维的皮芯结构始于预氧化过程中，后经炭化皮芯结构先是变得严重而后又减弱，但皮芯结构仍然保留在纤维中，这方面已有人做过大量的工作，研究了碳纤维的预氧化及碳化后其皮芯结构的变化和对碳纤维力学性能的影响，而对于高温石墨化后碳纤维的皮芯结构的变化及其对力学性能的影响的研究则相对较少。

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