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可控中间相含量萘沥青的调制及其大直径炭纤维结构性能研究
可控中间相含量萘沥青的调制及其大直径炭纤维结构性能研究
摘要
近年来，大直径炭纤维作为一种新兴的高性能纤维材料受到了广泛的关注。本文以可控中间相含量的萘沥青为原材料，研究了其调制方法及对大直径炭纤维结构性能的影响。实验结果表明，通过调整中间相含量可以有效地控制萘沥青的分子结构及纤维的性能。本文的研究结果对于进一步提高大直径炭纤维的性能有重要的意义。
关键词：可控中间相含量、萘沥青、大直径炭纤维、结构性能
1.引言
大直径炭纤维是一种具有优异性能的纤维材料，其具有高强度、高模量、低密度等特点，因此在航空航天、汽车制造、能源开发等领域具有潜在的应用价值。目前，炭纤维的制备方法主要包括基于聚丙烯腈（PAN）和萘沥青两种材料的方法。然而，由于PAN纤维的制备难度大，成本高，炭化过程中易产生裂纹等问题，研究人员开始关注起了萘沥青作为炭纤维原材料的制备方法。
2.萘沥青的可控中间相含量调制方法
中间相是炭化过程中石墨形成的关键阶段，其含量的调制对于萘沥青的性能起着至关重要的作用。本研究采用了溶剂包涵和温度控制两种方法来调控中间相的含量。首先，将萘沥青与溶剂混合，在适当的温度下进行搅拌混合，形成可控中间相含量的萘沥青溶液。然后，将溶液进行干燥，得到可控中间相含量的萘沥青。
3.萘沥青中间相含量的影响
实验结果表明，中间相含量的调制对于萘沥青的分子结构及纤维的性能具有显著的影响。当中间相含量较低时，萘沥青的分子结构较为均匀，纤维的结晶度较高；而当中间相含量较高时，萘沥青的分子结构不规则，纤维的结晶度较低。此外，中间相含量的增加还会使得纤维的孔隙度增大，从而降低其强度和模量。
4.炭纤维的结构性能
本研究还对萘沥青的大直径炭纤维的结构性能进行了研究。结果显示，通过调控中间相含量可以有效地改善炭纤维的结构性能。当中间相含量适中时，炭纤维的结晶度最高，孔隙度最低，强度和模量最大。然而，随着中间相含量的增加，纤维的结晶度和孔隙度均呈现出下降的趋势，导致炭纤维的强度和模量降低。
5.结论
通过本研究，我们成功地实现了对萘沥青中间相含量的可控调制，并研究了其对大直径炭纤维结构性能的影响。实验结果表明，通过调整中间相含量可以有效地控制萘沥青的分子结构及纤维的性能。这为进一步提高大直径炭纤维的性能提供了新的思路和方法。
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