高导热中间相沥青基碳纤维的氧化行为

作     者：王昊 王归 周星明 樊桢 吴晃 叶崇 张岳峰 黄东 WANG Hao;WANG Gui;ZHOU Xingming;FAN Zhen;WU Huang;YE Chong;ZHANG Yuefeng;HUANG Dong

作者机构：广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 湖南东映碳材料科技有限公司沥青基高性能碳材料湖南省工程研究中心长沙410000 湖南大学材料科学与工程学院先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 航天材料及工艺研究所北京100076 

基　　金：国家自然科学基金(U21 B2067,52202037) 湖南省创新建设专项基金(2020 GK4029) 湖南省自然科学基金(2021 JJ40144,2021 JJ40145) 湖南省科技人才托举工程项目(2022 TJ-N11) 广东省现代表面工程技术重点实验室(2020 B1212060049) 长沙科技局重大专项(KQ2102005) 湖南省十大技术攻关项目(2021 GK1140) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第9期

页      码：5189-5200页

摘      要：以自制高导热中间相沥青基碳纤维(CFMP)为研究对象,采用M55J聚丙烯腈基碳纤维作为对照组,研究了CFMP在不同氧化温度和时间下的氧化行为。结果表明:CFMP表现出“外层褶皱辐射+内层洋葱皮”状结构特征,石墨微晶发育程度好,取向度高,发生氧化时氧气分子优先沿着CFMP褶皱辐射状炭织构之间的微裂纹或微孔扩散和反应,形成具有径向裂纹和局部凹坑的氧化特征。在低温氧化阶段,纤维的氧化行为受碳-氧化学反应控制,CFMP石墨微晶的活性位浓度低,所以起始反应温度比M55J高,氧化失重率比M55J低;在高温氧化阶段,纤维的氧化行为受扩散控制,CFMP内部的氧扩散路径多,所以氧化失重率比M55J高;同时氧化造成了CFMP微观缺陷尺寸更大、数量更多,氧化后纤维强度保留率仅为78%,低于M55J的85%。本文为高导热C/C复合材料的结构设计和实际服役提供一定的技术和理论参考。

主 题 词：中间相沥青基碳纤维 高导热 氧化行为 微观结构 C/C复合材料 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20221117.002

馆 藏 号：203123973...