牵伸石墨化对石墨纤维结构和力学性能的影响

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２１卷第３期　新型炭材料　ＶＯ１．２１　ＮＯ．３　Ｓｅｐ．２００６　２００６年９月　ＮＥＷ　ＣＡＲＢｏＮ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　文章编号：　１００７—８８２７（２００６）０３－０２４３－０５　牵伸石墨化对石墨纤维结构和力学性能的影响　薛林兵　，　王浩静　，　李东风　（１．中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室，山西太原２中国科学院研究生院，北京１０００３９）　０３０００１；　摘要：借助ＸＲＤ和力学测试研究了不同石墨化温度下牵伸率（０％～２．５％）对ＰＡＮ基石墨纤维结构和力学性　能的影响。结果表明：在２４００℃、２７００℃和３０００℃石墨化温度下，分别采用１．２５％，１．５０％和２．２０％的牵伸率，　可获得的抗拉强度最大值相应为３．１　ＧＰａ、２．５５　ＧＰａ和２．２５　ＧＰａ。在相同的石墨化温度下与未牵伸的样品相比，抗　拉强度提高了１０％一２０％。弹性模量亦随牵伸率的增大而增加，在牵伸率为２．５０％时，弹性模量上升１５％。同　时，石墨微晶尺寸，Ｊ　（３．６ｌ２　ｎｍ～７．０９４　ｎｍ）和，Ｊ　（１２．９０９　ｎｍ～２４．４００ｎｍ）及取向度逐渐增大，而　，（０．３４６　５　ｎｍ～　０．３４１　８　ｎｍ）逐渐减小。微观结构的改善是石墨纤维抗拉强度和弹性模量提高的主要原因。　关键词：　炭纤维；石墨化；热牵伸；力学性能；微观结构　中图分类号：ＴＱ　３４２　．７４２　文献标识码：Ａ　１　前言　聚丙烯腈基炭纤维（ＰＡＮ—ＣＦ）具有高比强度、　２实验　２．１原材料　高比模量、低密度、低膨胀、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、　耐疲劳、自润滑、导热、导电等一系列优异性能，作为　增强材料被广泛应用于航天、航空等民用领域，引起　了人们普遍的关注　。ＰＡＮ基炭纤维由纤径仅几　炭纤维选用日本东丽公司Ｔ一３００为原材料；其　抗拉强度为３．５３　ＧＰａ，弹性模量为２３０　ＧＰａ。　２．２试样制备　原材料经过丙酮脱胶，烘干后在氩气保护下连　续通过石墨化炉，通过调整牵引电机的频率施加张　纳米、短程有序的六方石墨微晶堆叠而成。微晶的　堆叠方向优先与纤维轴垂直，并决定了纤维的模　量　。纤维的强度由纤维内在缺陷、垂直纤维轴向　堆叠的微晶百分比决定　。近年来随着对材料性　力进行热牵伸，经上胶、烘干后收丝，取样备测。　分别进行了不同温度不同张力条件下的热牵伸　试验，温度分别为２４００　ｏＣ、２７００　ｏＣ和３０００　ｏＣ。每个　温度下施加不同的热牵伸比为０％～２．５％，增幅为　０．２５％。　能要求的不断提高，高模量炭纤维已引起了世界各　国的普遍重视，成为研制的热点ｕ　”　。由于生产高　模量炭纤维需要高温技术和设备，并且不加牵伸的　高温石墨化容易引起炭纤维抗拉强度的下降，如果　２．３拉伸性能测试　样品的制备及测试参照标准ＧＢ３３６２—８２进行。　石墨化时对炭纤维施加一定的张力，在提高炭纤维　弹性模量的同时，可以有效的抑制炭纤维抗拉强度　的降低　“　。　本实验采用自建的连续石墨化实验平台，ＰＡＮ　炭纤维经过脱胶、表面处理、上胶、干燥和收丝等工　采用ＡＧ—Ｉ型复丝强力仪测定炭纤维的抗拉强度、　弹性模量。　２．４微观结构分析　用日本Ｒｉｇａｋｕ　Ｄ／Ｍａｘ旋转阳极ｘ射线衍射仪　（ＸＲＤ）对炭纤维进行微观构效分析，参照ＱＪ２５ｏ７—　９３分别进行了赤道、子午两个方向和方位角的扫　描，测定石墨微晶的层间距、微晶大小、沿纤维轴向　的结晶取向度。　序，制备高模量炭纤维。本文重点探讨热牵伸工艺　对ＰＡＮ基炭纤维力学性能和微观结构的影响。　收稿日期：２００６－０７－０３；修回日期：２００６－０８－０６　基金项目：国家部委重点基金（６１４００２）　通讯作者：王浩静，Ｔｅｌ：＋８６－０３５Ｉ－４Ｉ２０３９９，Ｅ．ｍａｉｌ：ｈｊｗａｎｇ＠ｓｘｉｃｃ．ａｃ．ｃｎ　作者简介：薛林兵（１９８Ｉ一），男，山西运城人，硕士研究生，主要从事高模量炭纤维的研究和制备。Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｕｅｌｉｎｂ＠ｓｘｉｃｃ．ａｃ．ｃｎ　维普资讯 http://www.cqvip.com ・２４４・　３　Ｑ０、ｂ　ｕ１ａｃａＪｌＳ∞　ｃ　Ｊ－　３　２　２　２　２　２　１　新８　型炭材料　第２１卷　２　０　８　６　４　２　０　／　／　。ｌ　、　。。！／　一　一／．　　　１　５　２　０　２　５　３　０　。．。　。。。　ｃ　．０　５　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　２　５　３　０　－０　５　０　０　０　５　１　０　Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ／％　Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ／％　图１　不同温度下牵伸率对ＰＡＮ基炭纤维力学性能的影响（ａ）抗拉强度，（ｂ）弹性模量　Ｆｉｇｌ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｈｏｔ　ｓｔｒｅｎｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＡＮ－ＣＦｓ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（ａ）Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，（ｂ）Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ　ｍｏｄｕｌｕｓ　００“∞鸵卅们｛｛；｛５；　｛５；　：；ｓ；００００　００００００｛００　∞　船　００００　１０　２０　３０　４０　５０　６０　７０　８０　９　１０　２０　３０　４０　５０　６０　７０　８０　９０　０　２０　４０　６０　８０　１００　１２０　２０／（。）　０／（。２）　２０／（。）　图２　２７００℃下不同牵伸率的ＰＡＮ－ＣＦｓ的ＸＲＤ衍射图（ａ）赤道扫描，（ｂ）子午扫描，（Ｃ）方位角扫描　Ｆｉｇ　２　ＸＲＤ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ｎｏｔ　ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ　ｓａｍｐｌｅｓ　ａｔ　２７００℃（ａ）Ｅｑｕａｔｏｒｉｌａ　ｓｃａｎ，（ｂ）Ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ　ＳＣａｎ，（Ｃ）Ａｚｉｍｕｔｈａｌ　ＳＣａｎ　３结果与讨论　３．１　牵伸率对ＰＡＮ基炭纤维力学性能的影响　１８％。对比不同的热处理温度，发现通过施加一定　的牵伸力，能在温度较低达到较高热处理温度所达　到的弹性模量。　图ｌ是不同石墨化温度下牵伸率对ＰＡＮ基炭　纤维力学性能的影响。　从图ｌａ可以看出，同一石墨化温度下，随着牵　综合热牵伸对炭纤维抗拉强度和弹性模量的影　响，在同一石墨化温度下，施加牵伸不仅可以提高炭　纤维的弹性模量，还可以提高其抗拉强度，兼顾抗拉　强度和弹性模量两方面的性能，在较低的温度下能　得到高模量炭纤维，避免过高石墨化温度出现炭纤　伸率的增大，抗拉强度先上升后下降；而不同的石　墨化温度，随着热处理温度的升高，抗拉强度呈下降　趋势。在２４００℃、２　７００　ｏＣ和３　０００　ｏｃ下强度最大增　幅分别为ｌ３％、ｌ４％和２０％，而且随着温度的升　维强度下降的现象。同时，随着温度的升高，抗拉强　度的最高点向着高牵伸方向偏移，说明高温牵伸有　利于改善炭纤维的拉伸性能。　３．２　热牵伸对ＰＡＮ基炭纤维微观结构的影响　图２是ＰＡＮ基炭纤维在２　７００　ｏＣ下经过牵伸处　高，抗拉强度的最高点向着高牵伸率的方向移动。　说明：在同一石墨化温度条件下，适当的牵伸有利于　提高炭纤维的抗拉强度；石墨化温度越高，对抗拉强　度的影响也越大。　理后的ＸＲＤ衍射图。其中图２ａ为不同牵伸率下的　赤道扫描谱图，从中可以看出，（００２）面的石墨材料　从图ｌ　ｂ中可以看出，在相同的牵伸条件下，随　热处理温度升高弹性模量上升，在同一温度下，随着　特征峰相当尖锐，衍射强度很高，并且随着牵伸率的　增大，２　衍射角逐渐向高角度方向偏移，峰形逐渐　锐化，说明ＰＡＮ基炭纤维的石墨化程度随牵伸的增　牵伸率的增大，弹性模量也随之增大，对应以上三种　热处理温度弹性模量的增幅分别为ｌ８％、１６％和　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　Ｅｃ～　２　０　０　０　Ｂｕ　∞ｄｓ　Ｊａ＾巳ｕａｌｕ　０　０　薛林兵等：牵伸石墨化对石墨纤维结构和力学性能的影响　０　２　弘　・２４５・　７　６　５　弘　４　３　加伯倡仃　１２¨侣　Ｃ　６　５　６　０　（ｂ）　ｏ＿Ｉ　２４００。Ｃ　ｃ　一２　７００　ｏＣ　△一３　０００　ｏＣ　器５　５　兰　暑５．０　言　４　５　∞　４．０　３　５　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　２　５　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　２　５　Ｓｔｒｅｎｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ，％　９３　０　ｕ　Ｓｔｒｅｎｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ／％　△——　———　９２。　９２　２　）　／　２　４００。Ｃ　————　：；７００００￣。Ｃｃ　兰　卫　Ｕ　∞ａ１三∞ｌＳ＾Ｊ０　１０　ｃｏ；∞ｌｕ∞　０　ｏ　∞　∞∞∞∞　。。口／　—　０３　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　２　５　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　２　５　Ｓｔｒｅｎｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ／％　Ｓｔｒｅｎｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｎ／％　图３　不同温度下牵伸对炭纤维晶格参数的影响　Ｆｉｇ３　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｈｏｔ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ＣＦｓ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　大不断提高；图２ｂ为子午扫描测定（１００）面和　墨化温度对其的影响，但热牵伸可显著提高择优取　向度。在高温下，ＰＡＮ基炭纤维的晶格参数变化较　小，是由于温度越高，炭纤维中的石墨微晶越接近石　墨完美晶体，石墨化比较困难。由此可以认为，石墨　化过程中ＰＡＮ基炭纤维微观结构的变化是温度场　（１１０）面的衍射峰，随着牵伸率的增大，两个峰逐渐　趋于尖锐，且都向低角度偏移，也表明随着牵伸率的　增大炭纤维的石墨化程度增大；图２ｃ为采用方位角　扫描测定石墨晶体沿轴向取向度的峰形，从图中可　以看出，随着牵伸的增大，衍射峰逐渐变得尖锐，半　高宽逐渐减小。２　４００　ｏＣ和３　０００　ｏＣ时的ＸＲＤ衍射　谱图也有相同的趋势。　和应力场的综合效应。　３．３微观结构和力学性能的关系　经过热牵伸处理，ＰＡＮ—ＣＦ的宏观力学性能（抗　拉模量和弹性强度）得到了明显的改善，其主要原　因之一是由于热牵伸改善了炭纤维的微观结构。　热牵伸之所以能在一定程度提高炭纤维的抗拉　强度，是由于炭纤维在牵伸力的作用下，高温塑性变　形，消除了应力集中点；轴向重排，使结构由无序变　为有序；促使孔隙沿轴向排列成针形孔，促使孔隙扩　散、弥合、逸出，结构缺陷扩散到晶界；位错线缺陷经　蠕变而消失，使晶格排列更为完善。根据Ｇｒｉｆｉｆｔｈ微　图３给出了不同热处理温度下晶格参数随牵伸　率的变化规律。从图３ａ看出，随着牵伸率的增大，　逐渐减小，低温下，牵伸对ｄｏｏ２影响更加明显，下　降幅度比较大；炭纤维径向尺寸　随牵伸率的增大　而增大，但增幅不大，在低温下增幅较大（图３ｂ）；由　图３ｃ可知，随着牵伸率的增大，炭纤维轴向尺寸　逐渐增大，同样为低温下影响比较显著；同一石墨化　温度下，微晶沿纤维轴向排列的取向指数（Ｒ　）随牵　伸率的增大逐渐增大，同样尺　在较高温度下增幅较　小（图３ｄ）。　裂纹理论，　＝／　，其中Ｅ为杨氏模量，　为表　＇ｉＴＬｃ　面能，　为微晶径向尺寸。显然，径向尺寸　。越大，　炭纤维的拉伸强度越小　。Ｊ。从图３ｂ可以看出，在　对比不同石墨化温度下牵伸率对ＰＡＮ基炭纤　维微观结构的影响，发现牵伸率对ＰＡＮ基炭纤维微　晶大小的增长作用以及层面间距的减小作用小于石　牵伸的初始阶段，同一石墨化温度下，随着牵伸率的　维普资讯 http://www.cqvip.com ・２４６・　新型炭材料　第２１卷　增大，径向尺寸增长幅度不大，由此造成的强度减小　只占次要原因。晶格排列更加完善是炭纤维拉伸强　度增大的主要原因。　随着牵伸率的增大，抗拉强度先上升再下降。　下降的可能原因主要是在高温热处理过程中，牵伸　增大时，蠕变速度增大，晶界上空位浓度增大，空位　大量聚积，一旦形成可观的真空空腔，并发展成裂纹　后，通过裂纹的扩展连通就会使炭纤维的抗拉强度　大大降低，甚至直接断裂。　随着石墨化温度的升高，炭纤维的抗拉强度最　高点向着高牵伸方向偏移主要是由于随着温度的升　高，炭纤维的塑性形变更加容易，牵伸容易施加。在　相同的牵伸条件下，由于牵伸所造成的缺陷减少。　从图３亦可看出同一石墨化温度下，随着牵伸　率的增大，ｄ∞　逐渐减小，　、　逐步增大，这是由于　在高温牵伸力的作用下微晶层面之间的相对滑移的　阻力减小，有利于重排取向各微晶互相靠拢，边界碳　原子的自由价键互相吸引，小微晶相互堆叠或对接　长成大微晶；随着牵伸率的增大，尺　逐渐增大，表明　在纤维的牵伸方向形成对纤维的择优取向，使其弹　性模量提高。综合这些因素，ｄ∞：的减小，　、　。和　尺　的增大，都表明乱层石墨向三维石墨结构逐渐转　化，石墨化程度增大，使炭纤维的弹性模量增大。　在适当温度下对ＰＡＮ基炭纤维进行适当牵伸，　可以改善炭纤维的微观结构，从而达到改善炭纤维　力学性能的目的，即在提高炭纤维弹性模量的同时，　提高炭纤维的抗拉强度。　４结论　（１）在同一石墨化温度下，牵伸比为０％～　２．５％范围内，随着牵伸率的增大，ＰＡＮ基炭纤维的　弹性模量呈上升趋势而抗拉强度先上升后下降。弹　性模量可以提高１　５％以上，而抗拉强度增幅为　１０％～２０％。　（２）随着石墨化温度的提高，抗拉强度最高点　向高牵伸率方向偏移，且抗拉强度的增幅变大，而弹　性模量的增幅基本不变。石墨化温度升高，在牵伸　力作用下塑性变形和蠕变更容易实现。　（３）在同一石墨化温度下，随着牵伸率的增大，　石墨晶体的层间距ｄ∞　不断减小，但是幅度不大，石　墨微晶长度　和　。逐渐增大，其中　的增幅较小，　纤维沿轴向的择优取向度提高。ＰＡＮ基炭纤维由　乱层石墨向三维有序结构转变，促使弹性模量上升。　（４）热牵伸不仅可以提高炭纤维的弹性模量，　还可以提高其抗拉强度。在较低的温度下可以得到　高模量炭纤维，同时避免了石墨化温度过高造成炭　纤维强度下降的现象。　参考文献　［１］　贺福　炭纤维及其应用技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，　２００４．　（ＨＥ　Ｆｕ．Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００４）　［２　ｊ　Ｍｏｈａｍｅｄ　Ｓ，Ａｌｙ—Ｈａｓｓａｎ，Ｈｉｒｏｓｈｉ　Ｈａｔｔａ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　２Ｄ　ａｎｄ　３Ｄ　ｃａｒｂｏｎ／ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｐｅｃｔ　ｔｏ　ｄａｍａｇｅ　ａｎｄ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ［Ｊ］、Ｃａｒｂｏｎ，２００３，４１（５）：１　０６９－１　０７８．　　Ｉ３　Ｄｈａｋａｔｅ　Ｓ　Ｒ．Ｂａｈｌ　Ｏ　Ｐ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｇｒｏｕｐｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ－ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ＨＴＴ［Ｊ］Ｃａｒｂｏｎ，２００３，４１（７）：１　１９３－１　２０３．　［４ｊ　Ｌａｎｃｉｎ　Ｍ，Ｍａｒｈｉｃ　Ｃ．ＴＥＭ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｅｂｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ａｌｕ—　ｍｉｎｉｕｍ　ｍｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｂｒｉｔｔｌｅ　ｐｈａｓｅｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｅｒａｍｉｓ　Ｓｏ—　ｃｉｅｔｙ，２０００，２０（１０）：１　４９３—１　５０３　［５］　赵稼祥，王曼霞．复合材料用高性能炭纤维的发展和应用　［Ｊ］．新型炭材料，２０００，１５（１）：６８—７５　（ＺＨＡＯ　Ｊｉａ－ｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｍａｎ－ｘｉａ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａ－　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ　ｊ．　Ｎｅｗ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０００，１５（１）：６８－７５．）　［６］　高晓晴，郭全贵，史景利，等．短切炭纤维一炭复合材料的制　备及传导性能和微观结构的研究［Ｊ］新型炭材料，２００５，２０　（１）：１８．２２．　（ＧＡＯ　Ｘｉａｏ－ｑｉｎｇ，ＧＵＯ　Ｑｕａｎ－ｇｕｉ，ＳＨＩ　Ｊｉｎｇ－ｌｉ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｆａｂｒｉ－　ｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｏｐｐｅｄ　ｃａｒｂｏｎ厅＿）ｅｒ—ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｔｈｅｒｍａｌ／ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｎｅｗ　Ｃａｒ－　ｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００５，２０（１）：１８－２２）　［７］　赵东林，沈曾民，迟伟东．炭纤维及其复合材料的吸波性能和　吸波机理［Ｊ］．新型炭材料，２００１，１６（２）：６６－７２．　ｆ　ＺＨＡＯ　Ｄｏｎｇ－ｌｉｎ　ＳＨＥＮ　Ｚｅｎｇ－ｍｉｎ　ＣＨＩ　Ｗｅｉ－ｄｏｎｇ．Ｒａｄａｒ　ａｂ－　ｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｎｅｗ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，１６（２）：６６－７２．）　［８］Ｍａｔｈｕｒ　Ｒ　Ｂ，Ｇｕｐｔａ　Ｖ，Ｂａｈｌ　Ｏ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅ－　ｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏａｉｔｉｒｌｅ／ＰＡＮ－ｂａｓｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ　ａｆｔｅｒ　ｆｌｕｏｒｉｎａｔｉｏｎ［Ｊｊ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｔａｌｓ，２０００，１１４（２）：１９７－　２００．　［９ｊ　Ｋｉｍ　Ｊ，Ｌｅｅ　Ｗ　Ｉ，Ｌａｆｄｉ　Ｋ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆｔｈｅ　ｃａｒｂｏｎｉｚａ－　ｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ／ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２００３，４１（１３）：２６２５－２６３４　［１０］　常维璞，沈曾民，王强．高模量炭纤维的研制［Ｊ］．新型炭材　料，１９９８，１３（１）：２８－３２　（ＣＨＡＧＮ　Ｗｅｉ－ｐｕ，ＳＨＥＮ　Ｚｅｎｇ－ｍｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｑｉａｎｇ．Ｍａｎｕｆａｃ－　ｔｕｒｅ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ｇｒａｐｈｉｔｉｚｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｅｂｒｓ［Ｊ］　Ｎｅｗ　Ｃａｒ—　ｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９９８，１３（１）：２８—３２．）　［１　１］　徐仲榆，刘洪波，苏玉长，等．在石墨化过程中采用热牵伸法　制备高性能ＰＡＮ基炭纤维［Ｊ］．炭素，１９９７（３）：４－９．　维普资讯 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第３期　薛林兵等：牵伸石墨化对石墨纤维结构和力学性能的影响　・２４７・　（ｘｕ　Ｚｈｏｎｇ－ｙｕ，ＬＩＵ　Ｈｏｎｇ－ｂｏ，ＳＵ　Ｙｕ－ｃｈａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｕｓｉｎｇ　ｈｏｔ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ＰＡＮ　ｂａｓｅｄ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｐｒｏｐｅｒ－　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅａｉｅｓ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ［Ｊ］．Ｎｅｗ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．２００５．２０（２）：１５７．１６３．）　ｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ（Ｃｈｉｎｅｓｅ），１９９７（３）：４－９．）　［１２］　王浩静，王红飞，李东风，等．石墨化温度对炭纤维微观结构　及其力学性能的影响［Ｊ］．新型炭材料，２００５，２０（２）：１５７－　ｌ６３．　［１３］　张为芹，田艳红，杨延风，等．高温热处理对炭纤维性能的影　响［Ｊ］．新型炭材料，２００１，１６（３）：５２－５４＋５７．　（ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ－ｑｉｎ，ＴＩＡＮ　Ｙａｎ－ｈｏｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｙａｎ－ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＨＴＴ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ　ｂｙ　（ＷＡＮＧ　Ｈａｏ－ｊｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｆｅｉ，ＬＩ　Ｄｏｎｇ‘ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ＳＥＭ［Ｊ］．Ｎｅｗ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，１６（３）：５２－５４＋５７）　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｔｒｅｓｓ　ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｉｂｅｒｓ　ＸＵＥ　Ｌｉｎ—ｂｉｎｇ　一，ＷＡＮＧ　Ｈａｏ－ｊｉｎｇ　，ＬＩ　Ｄｏｎｇ—ｆｅｎｇ　（１．　ｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒ）　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００　１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｃｅｓ，Ｂｅｉｎｇ　１０００３９，Ｃｈｉｎｎａ）　Ａｂｓｔａｃｔ：　ｎｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｂｅｔｗｅｅｎ　０．２．５％ｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＡＮ—ｂａｓｅｄ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｉ—　ｂｅｒｓ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｖ　ＸＲＤ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　２　４００．２　７００　ａｎｄ　３　０００　ｏＣ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏｓ　ｏｆ　１．２５．１．５　ａｎｄ　２．２０％ｙｉｅｌｄ　ａ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　３．１，２．５５　ａｎｄ　２．２５　ＧＰａ　ａｔ　２４００，２７００　ａｎｄ　３０ｏｏ℃　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｓ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ａｂｏｕｔ　ｌ０－２０％ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｈａ—ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ　ｓａｍｐｌｅｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｉｂｅｒｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｎｄ　ｉｓ　ｌ５％ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎ—ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ　ｓａｍｐｌｅｓ　ａｔ　ａ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　２．５％．Ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ　Ｌｃ（３．６ｌ２－７．０９４　ａｍ），　ａ　（１２．９０９．２４．４００ａｍ）ａｎｄ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ（８９．５ｌ一９２．９７％）ｉｎｃｒｅａｓｅ，ｂｕｔ　ｄｍ１（０．３４６５－０．３４ｌ　８ａｍ）ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ．Ｔｈｉｓ　ｃｏｎｔｉｂｕｔｅｓｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｉｂｅｒｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　Ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ：Ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ；Ｈｏｔ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ：Ｍｅｃｈａｎｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｔｅｍ：Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｉｎｉｓｔｉｒｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｍｐｈａｓｅｓ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（６　１４００２）　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｎｔｈｏｒ：ＷＡＮＧ　Ｈａｏ－ｊｉｎｇ，Ｔｅｌ：＋８６－３５１－４１２０３９９，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｊｗａｎｇ＠ｓｘｉｃｃ．ａｃ．ｃｎ　Ａｕｔｈｏｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：ＸＵＥ　Ｌｉｎ－ｂｉｎｇ（１９８１－），ｍａｌｅ，Ｍａｓｔｅｒ　Ｓｔｕｄｅｎｔ，ｅｎｇａｇｅｄ　ｉｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｍｏｄｕｌｕｓ　ＰＡＮ　ｂａｓｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉ－　ｂｅｒｓ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｅｌｉｎｂ＠ｓｘｉｃｃ．ａｃ．ｃｎ　英文摘要书写须知　一．英文摘要是应用符合英文语法的文字语言，以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地论述文　献重要内容的短文。　二．英文摘要必须符合“拥有与论文同等量的主要信息”的原则。为此，英文摘要应重点包括４个要素，即研究目的、方　法、结果和结论。在这４个要素中，后２个是最重要的。在执行上述原则时，在有些情况下，英文摘要可包括研究工作的主要　对象和范围，以及具有情报价值的其他重要的信息。当前学术期刊上英文摘要的主要问题是要素不全，繁简失当。　三．英文摘要的句型力求简单，通常应有１０个左右意义完整、语句顺畅的句子。　四．英文摘要不应有引言中出现的内容，也不要对论文内容作诠释和评论，不得简单重复题名中已有的信息；不用非公知　公用的符号和术语，不用引文，除非该论文证实或否定了他人已发表的论文，缩略语、略称、代号，除了相邻专业的读者也能清　楚理解的以外，在首次出现时必须加以说明；科技论文写作时应注意的其他事项，如采用法定计量单位，正确使用语言文字和　标点符号，也同样适用于英文摘要的编写。　摘自：中国科协学会学术部（通知）科协学发［２００２］０５４号　《关于进一步提高期刊学术论文英文摘要写作质量以及　在各有关期刊编辑部开展英文摘要达标荐优活动的通知》