PAN碳纤维在高温石墨化过程中密度的变化规律

沥青基碳纤维和pan碳纤维1.引言1.1 概述在概述部分，我们将介绍沥青基碳纤维和PAN碳纤维的基本概念和背景信息。

沥青基碳纤维和PAN碳纤维都是目前广泛应用于不同领域的高性能纤维材料。

沥青基碳纤维是以改性沥青为基材，在高温条件下碳化得到的连续纤维。

它具有较高的热稳定性、力学性能和疲劳性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。

沥青基碳纤维的制备方法主要包括沥青改性、纺丝、碳化等工艺步骤。

PAN碳纤维是以聚丙烯腈（PAN）为主要原料制备得到的连续纤维。

它具有高强度、高模量和优异的特性，被广泛应用于航空航天、船舶、运动器材等领域。

PAN碳纤维的制备方法主要包括聚合纺丝、胶纺丝、气相重聚和高温碳化等工艺步骤。

本文将重点介绍沥青基碳纤维和PAN碳纤维的特性和制备方法，并探讨它们在不同领域的应用。

通过对比分析两种碳纤维的特点，我们可以更好地理解它们的适用范围和优势。

此外，我们也将展望沥青基碳纤维和PAN碳纤维在未来的发展方向，以期为相关领域的研究和应用提供参考和指导。

在接下来的章节中，我们将详细介绍沥青基碳纤维和PAN碳纤维的特性、制备方法和应用领域。

通过全面的研究和讨论，我们可以为碳纤维材料的发展和应用提供更深入的了解和见解。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以写成以下形式：1.2 文章结构本文将以两个主要部分来探讨沥青基碳纤维和PAN碳纤维。

首先，我们将详细介绍沥青基碳纤维，包括其特性和制备方法。

接着，我们将探讨沥青基碳纤维在不同领域的应用。

其次，我们将转向PAN碳纤维，同样介绍其特性和制备方法，并讨论其应用领域。

最后，我们将通过对沥青基碳纤维和PAN碳纤维进行比较，总结两者的差异和优势。

此外，我们还将展望未来发展方向，探讨这两种碳纤维在新兴领域中的应用前景。

通过本文的阅读，读者将可以深入了解沥青基碳纤维和PAN碳纤维的特性、制备方法及其在不同领域的应用，为碳纤维领域的研究和开发提供有价值的参考。

碳毡的成分碳毡是一种由碳纤维制成的多孔材料，具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀等优良性能。

它广泛应用于航空航天、军事、核工业、化工、冶金、电子等领域。

碳毡的成分主要包括碳纤维和粘结剂，其生产过程包括预处理、碳化、石墨化等步骤。

1. 碳纤维碳纤维是碳毡的主要成分，它是一种高性能的碳材料，具有高强度、高模量、低密度、高导热性、耐高温等特性。

碳纤维的制备过程包括聚丙烯腈（PAN）原丝的制备、氧化稳定、碳化、石墨化等步骤。

在碳毡中，碳纤维以无序排列的形式存在，形成多孔结构，使其具有良好的透气性和过滤性能。

2. 粘结剂粘结剂是碳毡的另一个重要成分，它的作用是将碳纤维粘结在一起，形成稳定的多孔结构。

常用的粘结剂有酚醛树脂、环氧树脂、沥青等。

粘结剂的选择对碳毡的性能有很大影响，如粘结剂的热稳定性、抗氧化性、耐酸碱性等都会影响到碳毡的使用寿命和适用范围。

3. 预处理预处理是碳毡生产过程中的一个重要环节，主要包括碳纤维的表面处理和粘结剂的涂覆。

碳纤维表面处理的目的是增加纤维表面的粗糙度，提高纤维与粘结剂之间的结合力。

常用的表面处理方法有气相沉积、液相沉积、电化学沉积等。

粘结剂涂覆是将粘结剂均匀地涂覆在碳纤维表面，使其在后续的碳化和石墨化过程中形成稳定的多孔结构。

4. 碳化碳化是碳毡生产过程中的关键步骤，主要是将涂覆有粘结剂的碳纤维在高温下进行热处理，使粘结剂发生热解、缩聚反应，形成碳化物。

碳化过程中，碳纤维和粘结剂的质量损失较大，但强度和模量得到显著提高。

碳化温度通常在600-1000℃之间，具体温度取决于所用粘结剂的种类和性能要求。

5. 石墨化石墨化是碳毡生产过程中的最后一个步骤，主要是将碳化后的碳纤维在更高温度下进行热处理，使其晶体结构更加完善，形成石墨状结构。

石墨化过程中，碳毡的导电性、导热性、抗氧化性等性能得到进一步提高。

石墨化温度通常在2000-3000℃之间，具体温度取决于碳毡的性能要求和应用场合。

总之，碳毡是一种由碳纤维和粘结剂组成的多孔材料，具有良好的透气性、过滤性能、耐高温性能等。

聚丙烯腈（PAN）碳纤维黄洛玮1103860621摘要：聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。

本文简要介绍了其结构，制备方法，性能，应用领域及其前景。

关键词：PAN基碳纤维碳纤维结构 PAN基碳纤维制备 PAN基碳纤维性能 PAN基碳纤维应用前景1.概述碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

聚丙烯碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。

碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。

PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。

2.PAN碳纤维结构碳纤维属于聚合的碳，它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物，碳化历程不同，形成的产物结构也不同。

碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别，这主要是由于其结构不同，碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量约75%~95%；石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98%~99%，杂志少。

碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。

PAN选用的原因：1、PAN结构式:这是迄今发展高性能碳纤维最受人瞩目先驱体2、选用PAN原因：a、PAN纤维分子易于沿纤维轴取向；b、碳化收率（1000℃~1500℃）为50%~55%;c、在脱除碳以外的杂原子时其骨架结构很少破坏;d、在180℃附近存在塑性，便于纺丝后的改性处理和经受高温碳化处理。

碳纤维毡的高温石墨化处理及其性能研究邱广玮;刘平;韩金铎;曾乐才;刘新宽【摘要】The carbon felt was put In the graphitizing fumace, and heat-treat for 30 min at 2 600 ℃.The structure of the graphized carbon felt and the improvements of its performance were studied by X-ray diffraction (XRD) and micro-Raman spectroscopy. The results show that the graphitlzation degree of carbon fibers is promoted and the electrical conductivity graphitized at 2 600 ℃ is also Improved.%将聚丙烯腈碳纤维毡放置在高温石墨化炉中,在高纯氩气气氛保护下,升温至2 600℃,保温30 min,采用X射线扫描、拉曼光谱等实验方法和测试技术研究了高温石墨化处理碳纤维毡的纤维结构和导电性能的改变.实验表明,碳纤维毡经过高温石墨化处理之后,石墨化程度增大,导电性能得到一定改善,更加适合用做电池的电极材料.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】3页(P246-248)【关键词】碳纤维毡;高温石墨化处理;XRD;拉曼光谱;电导率【作者】邱广玮;刘平;韩金铎;曾乐才;刘新宽【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;上海电气集团股份有限公司中央研究院,上海200070;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TM21碳纤维毡是用碳纤维通过梳网、针刺等步骤制成的毡体。

聚丙烯腈基碳纤维性质及其性能方面研究王立楠100201班摘要:汇述了碳纤维应用领域、世界碳纤维市场、世界碳纤维制造、聚丙烯腈（PAN）基碳纤维生产商与制造工艺以及中国碳纤维发展现状与趋势，尤其近年来在大飞机重大专项的牵引下，我国各地争上千吨级碳纤维项目，而形成“碳纤维热”。

同时，为缩小与国外先进水平的较大差距，提出“突破PAN原丝关键技术瓶颈，避免重复引进和重复研究，加快提升自主创新能力”3项发展建议。

关键词:碳纤维；应用领域；市场需求；产能；生产Study on polyacrylonitrile based carbon fiber properties and performanceLi’nan Wang class:100201Abstract: The carbon fiber application fields, world’s market, capacities of foreign producers and their extending plan, production technologies and the development situation & trend of carbon fiber in China are illustrated, especiallyin the drawing of China’s big airplane important project, several 1 000 t/a carbon fiber programs were constructed all over the country, forming “overheat”in carbon fiber in recent years. In the same time, three suggestions are put forward in order to shorten the distances with foreign companies, they are “making a breakthrough at the bottleneck of PAN precursor key technologies, avoiding the repeated imports of foreign equipment and re -searches, accelerating and raising the ability of innovation ”.Key words: carbon fiber; application territory; market demand; production capacity; advance1、聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的用途PAN碳纤维是军事工业用量大、使用面广、地位极为重要的关键性高性能纤维材料，是各类军用高强、高模、高强高模型复合材料的原料及技术基础。

聚丙烯腈基（PAN）碳纤维复合材料2010136103徐铭华摘要:对PAN基碳纤维的发展历程、现状以及以其为增强体的复合材料进行了综述，并对PAN基碳纤维增强复合材料在航天领域的主要使用情况进行了介绍，最后对我国高性能碳纤维复合材料的现状及发展重点进行了探讨。

关键词:PAN基碳纤维;复合材料;航天领域;使用Abstract:In this article, the development of PAN-based carbon fiber, its character and composites reinforced by it is overviewed. The main application of carbon fiber reinforced composites on aerospace is also introduced here .Finally, the status and future development of PAN-based carbon fiber is discussed.Key words: PAN-based carbon fiber; composites; aerospace; application1.前言随着科技的发展和进步以及各国对空间光学遥感器的进一步需求，空间遥感器必然向高分辨率、长焦距、大口径、大视场、大体积而质量更轻的方向发展[1]，然而，发展质量更轻的空间光学遥感器，必须采用性能优异的轻质结构材料，碳纤维复合材料(CFRP)的使用是实现这一要求的最好途径之一。

CFRP是以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料[2]碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又有纺织纤维的柔软可加土性，是新一代军民两用的增强纤维。

它优异的综合性能是任何单一材料无法和其比拟的，现在己经成为先进复合材料的主要增强纤维之一。

CFRP是20世纪60年代中期崛起的一种新型结构材料，一经问世就显示了强大的生命力[3,4]。