王美玲，边文凤,2，姜兆春

（1. 哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150000；2. 碳纤维制备及工程化国家工程实验室，山东 威海 264200；3. 空军驻青岛地区军事代表室，山东 青岛 266000）

PAN基碳纤维宏微观结构与拉伸强度的关联性

王美玲1，边文凤1,2，姜兆春3

（1. 哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150000；2. 碳纤维制备及工程化国家工程实验室，山东 威海 264200；3. 空军驻青岛地区军事代表室，山东 青岛 266000）

采用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪和X射线小角散射仪对市场采购的T300及T700碳纤维和实验室自制的SY300及SY700碳纤维的宏观和微观结构进行了表征和分析，比较了这4 种碳纤维在宏观和微观之间的差异，并分析了这些差异对拉伸强度的影响。结果表明：宏观方面，拉伸强度与直径成反比关系，其数值大小与直径实验方法密切相关；微观方面，对于不同类型碳纤维的拉伸强度与石墨化程度和微晶厚度成正比，与微晶层间距和微孔大小成反比。对于同类型的碳纤维，其石墨化程度、微晶厚度及层间距相近，微孔尺寸是影响拉伸强度的最主要因素。

聚丙烯腈基碳纤维；微观结构；拉伸强度；关联性；研究

0 引言

自1960年代后期研发出具有极大潜力的高强型碳纤维以来，已经对碳纤维的结构和拉伸强度做了大量的研究。研究表明[1～4]，碳纤维微观结构的差异是影响其强度和断裂行为的重要因素。其中，需要注意的是碳纤维的拉伸强度并非固定不变的，这是由于结构中存在的宏观和微观上的不均匀性，如直径、截面形貌、微晶尺寸、存在的裂纹和缺陷等引起的。……