聚丙烯腈纤维碳纤维铁结构与性能硕士论文硕士论文

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铁离子对碳纤维结构与性能的影响

材料科学与工程， 2011， 硕士

【摘要】 聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是全球关注的高性能纤维。由于具备高强度高模量、低密度等优点,碳纤维广泛应用于各个领域。高品质的碳纤维必须具备高的抗拉强度和抗拉模量,含碳量高,纤维内部孔隙少,结构缺陷尽可能的少等特点。为了制备高性能的碳纤维,除了改善预氧化、碳化和石墨化技术外,金属离子对碳纤维结构与性能的也有重要的影响为了研究Fe对预氧化、碳化的影响。选用质量分数为5%的FeCl3溶液对聚丙烯腈原丝浸渍,并进行间歇式预氧化、碳化处理。借助电感耦合原子发射光谱(ICP-AES),红外分析(FTIR),差示扫描量热仪(DSC),热重分析(TG)等表征手段和纤维体密度,力学性能测试,研究了Fe离子对原丝结构、预氧化碳化过程中纤维结构与性能的影响。结果表明：原丝经过FeCl3溶液浸渍,Fe离子能进入到原丝的内部,但只是物理吸附,在浸渍过程中不改变原丝结构,原丝对Fe离子的吸附经过班厄姆方程拟合后基本符合吸附规律。经过预氧化Fe离子含量基本没有变化,而与未处理的预氧化纤维样品相比,随着Fe离子含量的增高,会导致预氧化纤维的环化延后,体密度降低。由DSC图谱计算的放热峰值降低以及FTIR图谱中RCIIR降... 更多还原

【Abstract】 Polyacrylonitrile based carbon fibers have attracted worldwide interests as high performance materials.


Their high strength and modulus, combined with their low density, make these fibers widely used in every aspect of the society. The characteristics of high performance carbon fiber include high tensile strength, high Young’s modulus, and high carbon content, less porosity, less structure defects. However, in addition to improving the technology of pre-oxidation, carbonization and graphitizatio... 【关键词】 聚丙烯腈纤维；【Key words】 PAN precursorproperties； 摘要 5-7 ABSTRACT 7-8 第一章 绪论 10-24 1.1 碳纤维简介 10-14 1.2 聚丙烯腈基碳纤维制备过程 1.3 微量杂质对碳纤维的影响 1.4 本课题的主要研究内容及意义第二章 实验方法与表征手段 2.1 实验材料 24-25 2.2 技术路线 25-26 2.3 实验方法 26-27

2.4 性能测试与表征方法更多还原碳纤维； 铁； 结构与性能 carbon fiber； 14-19 19-23 23-24 24-31 27-31





； ； structure and ；Fe


第三章 铁对聚丙烯腈原丝预氧化、碳化过程的影响 31-45 3.1 前言 31

3.2 FE离子的浸渍与含量 31-35

3.3 FE离子对预氧化过程及纤维结构的影响 35-41 3.4 FE离子对碳化过程及纤维结构的影响 41-44 3.5 本章小结 44-45

第四章 铁对碳纤维石墨化过程的影响 45-58 4.1 前言 45-46

4.2 催化石墨化机理 46-47 4.3 结果与讨论 47-57 4.4 本章小结 57-58 第五章 结论 58-60 参考文献

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