氧化工藝中碳纖維的研究

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關于氧(Oxygen)化（oxidation)工藝中纖維是否加張力（解釋:物體受到拉力作用時的相互牽引力)意見不同，一些研究（research)者認為瀝青（成分:瀝青質和樹脂)是大片層分子結構，因而無需在氧化過程(guò chéng)中加張，但其他作者和我們的研究結果發現，張力的確有助于纖維微晶擇優取向，因而強度和模量有所增加。張力可以避免氧化工藝中因化學結構變化帶來的收縮，因此，牽伸可以提高碳(C)纖維性能。通常當張力高于瀝青分子間作用力時，碳纖維性能下降(descend)，即在張力過大的情況(Condition)下，瀝青纖
維將斷裂（fracture)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產品和技術，保持著極其謹慎的態度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發達國家的嚴格控制。碳纖維復合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。為提高碳(C)纖維性能，依據(yī jù)熱應力一應變曲線（Curve）選擇(xuanze)合適的應力是很重要的。 copyright 123456
  采用DSC和TG研究（research)各向同性及各向異性瀝青（成分:瀝青質和樹脂)纖維在空氣中的氧(Oxygen)化，顯示氧與瀝青相互作用是增重和放熱反應。在氧化過程(guò chéng)中，H/C下降，而0/C上升。FT-IR 結果顯示-CH3和—CH2Ar-H峰強度隨氧化加深而下降，在260℃時出現了羰基和羧基的吸收峰，在280℃出現了酚(phenol)羥基(hydroxyl)芳醚的吸收峰，在320℃出現了酸酐（Anhydrides）的吸收峰，這些吸收峰都隨著溫度（temperature)的升高而逐漸增強。從上述結果可以推測：在空氣中進行的穩定化過程中，發生了脫氫(Hydrogen)、交聯、環化等化學反應(Chemical reaction)，放出C
　　O、CO2、
  H2O及小分子烴類化合物，形成了耐熱型的酸酐（Anhydrides）或羰基氧(Oxygen)橋。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。在穩定（解釋:穩固安定；沒有變動)化完成后瀝青纖維由熱塑性變為熱固性，因而瀝青氧化（oxidation)纖維在碳(C)化過程(guò chéng)中方能保持纖維形態。

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