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在碳纤维的成长进程中，碳原子在催化剂颗粒中存在着浓度差，与气相接触的面上的碳原子的浓度绝对较大，而另一面上及邻近碳原子的浓度绝对较小。碳纤维复合材料经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维复合材料如耐高温、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。该浓度差的存在为碳原子的扩散供给了重要能源。同时催化剂颗粒中存在的温度梯度也为碳原子在催化剂中的扩散供给了力量源泉。个别而言，当物体内部存在温度梯度时，物质老是由温度高的处所向温度低的处所扩散。在利用化学气相沉积法合成碳纤维管时，因为碳氢化合物的裂解反应重要为放热反应，而固态碳的析出为吸热反应，因此催化剂与碳氢化合物接触的一面因为碳氢化合物的裂解而温度回升，而另一面则温度降落，从而导致催化剂内部温度梯度的产生。该温度梯度的存在可能加速碳纤维等资料的成长。
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