氧化工艺中碳纤维的研究

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关于氧(Oxygen)化（oxidation)工艺中纤维是否加张力（解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)意见不同，一些研究（research)者认为沥青（成分:沥青质和树脂)是大片层分子结构，因而无需在氧化过程(guò chéng)中加张，但其他作者和我们的研究结果发现，张力的确有助于纤维微晶择优取向，因而强度和模量有所增加。张力可以避免氧化工艺中因化学结构变化带来的收缩，因此，牵伸可以提高碳(C)纤维性能。通常当张力高于沥青分子间作用力时，碳纤维性能下降(descend)，即在张力过大的情况(Condition)下，沥青纤
维将断裂（fracture)。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。为提高碳(C)纤维性能，依据(yī jù)热应力一应变曲线（Curve）选择(xuanze)合适的应力是很重要的。 copyright 123456
  采用DSC和TG研究（research)各向同性及各向异性沥青（成分:沥青质和树脂)纤维在空气中的氧(Oxygen)化，显示氧与沥青相互作用是增重和放热反应。在氧化过程(guò chéng)中，H/C下降，而0/C上升。FT-IR 结果显示-CH3和—CH2Ar-H峰强度随氧化加深而下降，在260℃时出现了羰基和羧基的吸收峰，在280℃出现了酚(phenol)羟基(hydroxyl)芳醚的吸收峰，在320℃出现了酸酐（Anhydrides）的吸收峰，这些吸收峰都随着温度（temperature)的升高而逐渐增强。从上述结果可以推测：在空气中进行的稳定化过程中，发生了脱氢(Hydrogen)、交联、环化等化学反应(Chemical reaction)，放出C
　　O、CO2、
  H2O及小分子烃类化合物，形成了耐热型的酸酐（Anhydrides）或羰基氧(Oxygen)桥。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。在稳定（解释:稳固安定；没有变动)化完成后沥青纤维由热塑性变为热固性，因而沥青氧化（oxidation)纤维在碳(C)化过程(guò chéng)中方能保持纤维形态。

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