渗硼处理对木质碳纤维力学性能的影响

编号 zgly0001533124

文献类型 期刊论文

文献题名 渗硼处理对木质碳纤维力学性能的影响

作者 张玥  张文博  张佳慧 

作者单位 北京林业大学材料科学与技术学院  北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室 

母体文献 西北农林科技大学学报(自然科学版 

年卷期 2016年03期

年份 2016 

分类号 TQ342.74 

关键词 木材液化物  渗硼碳纤维  拉伸强度  晶格构造 

文摘内容 【目的】针对木材苯酚液化物制备的木质碳纤维存在力学强度低且性能不稳定等问题,对木质碳纤维原丝进行渗硼处理,以改善其力学性能。【方法】分别用质量分数为5%和8%的硼酸溶液浸渍木质碳纤维原丝1h,再于900℃下碳化1h制得木质碳纤维。采用扫描电镜、X射线衍射、红外衍射谱图分析等方法,对改性后的原丝及碳纤维的力学性能及微观构造进行对比分析。【结果】经质量分数5%硼酸溶液改性的木质碳纤维原丝和碳纤维的拉伸强度分别达到0.195和0.468GPa,与未经渗硼处理的对照相比分别增加了40.29%和44.89%;从表面形态看,渗硼后的碳纤维与未经渗硼处理的碳纤维相比,表面缺陷和内部孔隙均明显减少,内部结构也相对致密;不同条件处理的原丝及碳纤维在2θ=20°附近出现了明显的衍射峰,随着炭化过程的进行,衍射峰的位置明显向高角方向移动,半高峰宽有增大的趋势,纤维的微晶参数基本稳定在一定范围内;炭化过程使得碳纤维的结构发生较大变化,几乎所有的特征吸收峰都发生了变化。【结论】渗硼处理能够有效提高碳纤维的力学强度,其原因主要是硼原子通过间隙扩散进入碳层,消除了部分孔洞缺陷,使得碳结构层相互靠近,碳网的聚合度增大。