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納米碳纖維
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納米碳纖維表面缺陷及原因

2020-07-25 09:03:22

  納米碳纖維缺陷千姿百態,種類繁多,缺陷大體可分為表面缺陷和內部缺陷兩大類。同樣大小的缺陷,表面缺陷對其拉伸強度的影響要大于內部缺陷。小編就給大家介紹一下納米碳纖維表面缺陷及原因。

  在顯微鏡下觀察,如果發現納米碳纖維表面存在圓斑形沉積物。這可能是在濕紡的成纖過程中產生的,即凝固浴中微小懸浮物沉積在初生纖維表面再經預氧化和碳化而產生的。因此,循環的凝固液需經過濾,濾掉懸浮物,以防污染初生纖維。此外,表面為圓形斑點沉積物,也很可能是沉積微小紡絲液滴所致。

  有些還存在內部裂紋或明顯的皮芯結構。這種內部裂紋的產生很可能是因沒有充分預氧化、未形成梯形結構的芯部在碳化過程熱降解的結果。換言之,致密表皮是梯形結構熱解和縮合的結果,芯部是由線型分子鏈熱降解的樹脂碳組成。熱降解分解多,殘留少,導致形成松散結構和裂紋。

  納米碳纖維內部還可能存在的大孔洞。無疑,這些大孔洞的存在減少了承載負荷的有效截面積,使其拉伸強度下降。假如孔洞使有效截面積降低了23.6%,那么拉伸強度達不到T300級碳纖維水平。這些內部大孔洞的產生可能有兩個原因,一是PAN原絲本身有中心大孔洞,二是預氧化過程中存在嚴重的皮芯結構,在碳化過程中未形成梯形結構的芯部急劇揮發的結構。

  在碳化過程中,纖維由柔性轉變為脆性,劃起的碎片也不可能保留下來。因此,表面劃傷很可能在預氧化過程中產生,再經直線運行的碳化,劃起碎片保留在原位的概率大。劃傷的原因,無疑是在輸送輥筒表面光潔度差所致,所以,輥筒需經噴涂陶瓷處理。研磨和拋光,除去毛刺、銳角。

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