激光隧道炉碳纤维超高温石墨化处理方法

摘要

高强高模碳纤维是航空航天用卫星等的主体结构、功能结构、防护结构和辅助结构上不可替代的关键材料.目前,美、日等发达国家将高强高模碳纤维列为战略物资实行管制,对中国实行技术封锁.为突破现有碳纤维石墨化炉温度低、能耗高的技术瓶颈,本研究采用激光加热技术提出一种碳纤维超高温石墨化方法,并研制一套碳纤维超高温石墨化激光隧道炉实验装置.利用激光在氩气气氛中照射通过激光隧道炉的PAN基碳纤维进行石墨化处理,根据Raman光谱和X射线衍射分析(XRD)对激光石墨化处理的碳纤维试样的化学结构和微晶结构的表征结果,激光隧道炉超高温热处理的碳纤维无序碳含量和晶面间距大幅减小,晶粒尺寸变大,石墨化程度有显著提升.初步的实验研究验证了该方法和设备的可行性;通过调整工艺参数可实现3000°C超高温条件下石墨纤维连续生产的可控制备.