PAN基碳纖維高溫激光石墨化工藝及連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備的研究.pdf

1、碳纖維作為高性能材料在航空航天、汽車行業(yè)、新能源、休閑用品領(lǐng)域等具有廣闊的應用前景，目前國內(nèi)碳纖維相關(guān)行業(yè)也發(fā)展迅猛，但是在高性能碳纖維的制備上仍無法滿足國家及相關(guān)行業(yè)的需求，需要解決碳纖維高溫石墨化目前所遇到的技術(shù)問題。在制備高性能碳纖維方面，超高溫石墨化爐和超高溫熱處理技術(shù)是關(guān)鍵的技術(shù)難點，本文采用碳纖維激光超高溫石墨化方法，基于激光石墨化技術(shù)制備高性能碳纖維，探索激光石墨化工藝與碳纖維微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能的關(guān)系，為采用激光超高溫石墨

2、化法制備高性能碳纖維提供一定的參考依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對碳纖維激光石墨化方法進行了探索和驗證，確認了原理的可行性，并根據(jù)碳纖維激光石墨化原理設(shè)計了相關(guān)的實驗平臺進行實驗探索，基于實驗平臺制備一系列不同條件下的碳纖維試樣，利用拉曼光譜和XRD射線衍射研究了不同條件下碳纖維樣品的化學結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)，利用掃描電鏡研究了激光處理后碳纖維表面的變化情況。
　　(2)基于前期實驗探索和相關(guān)實驗平臺的設(shè)計與改進，根據(jù)實

3、驗總結(jié)出的設(shè)備參數(shù)和工藝參數(shù)進一步設(shè)計制造了碳纖維超高溫激光石墨化設(shè)備，該設(shè)備實現(xiàn)了碳纖維激光超高溫連續(xù)石墨化過程，為后續(xù)實驗研究提供了平臺支持。
　　(3)實驗結(jié)果表明經(jīng)過激光石墨化處理之后的碳纖維石墨化程度顯著提高，且在一定的功率范圍內(nèi)隨著激光功率的增大，碳纖維微觀結(jié)構(gòu)的有序性逐步增大，石墨化程度得到提高，石墨微晶尺寸Lc和La增大，石墨微晶層間距減小，微晶堆砌層數(shù)增多;牽伸力的增大在一定程度上也可以促進激光石墨化程度的提高，