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PAN基碳纤维连续石墨化的研究的综述报告
近年来，基于石墨化技术的碳纤维研究在材料科学领域内得到了广泛关注和研究。其中，PAN（聚丙烯腈）基碳纤维是应用最广泛的一种，其优异的力学性能、高温稳定性和优良的导电性能，使它在航空、汽车、船舶等领域具有广泛的应用前景。本文对PAN基碳纤维连续石墨化的研究进行综述。
首先，我们需要了解碳纤维的石墨化过程。碳纤维的石墨化实质上是连续的交链反应，而在这个过程中碳纤维的热处理温度是一个关键的参数。当温度达到一定的程度时，PAN基碳纤维的结构就会发生改变，从而形成石墨结构。碳纤维石墨化的过程主要分为两个阶段：氧化石墨化和还原石墨化。氧化石墨化是将碳纤维的表面产生氧化反应，在一定的温度下形成氧化层，然后将其还原得到石墨层。还原石墨化是通过高温石墨化反应将氧化层还原为石墨层。整个石墨化过程需要考虑温度、时间和热处理气氛等多种因素，这些参数的优化对于得到高性能的碳纤维非常关键。
根据不同的热处理工艺，可以将PAN基碳纤维的石墨化过程分为纯碳化和氮化碳化两类。
纯碳化是指在纯碳化气氛中进行碳纤维热处理。纯碳化温度常在2400℃左右，并且常常需要较长的热处理时间。与氮化碳化相比，纯碳化温度高，但是得到的石墨化程度更高，石墨晶格的大小、孔隙度、体积和导电性能等相关性质也更加优异。
氮化碳化是指在氮-碳混合气氛中进行碳纤维的热处理。因为在高温氮化碳化过程中，PAN分子中的N原子可以与C原子形成化学键，因此在PAN基碳纤维的石墨化过程中可以有选择性的控制晶格大小。在PAN基碳纤维的氮化碳化过程中，主要是通过表面氧化和化学反应得到高质量的石墨纤维。此外，氮化碳化还可以有效地改变纤维的导电性能和表面形貌。
近年来，随着科学技术的不断发展，PAN基碳纤维连续石墨化的新技术也不断涌现。如利用电化学方法、微波辐射等特殊的技术手段，可以使得碳纤维的石墨化级别更高、更加规整。同时，不同的织物结构和预制件制备方法也可以对于纤维石墨化程度具有重要的影响。目前，PAN基碳纤维的石墨化技术已经能够达到较高的水平，并且在航天、汽车、船舶、体育器材等高技术领域得到了广泛的应用。
总之，PAN基碳纤维的石墨化是非常重要的一项研究，其具有广泛的应用前景。随着技术的不断发展，我们相信未来PAN基碳纤维石墨化技术也将继续不断创新，为航空、航天、汽车、轨道交通等领域的发展做出更加突出的贡献。