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“是,余姐!”
陈平再次开始了忙碌。
原丝质量决定碳纤维性能。
如果原丝的分子结构和聚集态结构存在缺陷,对碳纤维的质量和性能影响巨大。
更严苛的是,要保证原丝性能稳定,需要确保每一根丝都质量过关。
一束碳纤维,含有12000根原丝,必须根根质量过关。
正因如此。
繁杂的制备工艺,让碳纤维成为一道横亘在材料学人面前的“天堑”。
碳纤维的制备,包括物理、化学、纺织、材料科学、精密机械等多个领域的内容,总体分为纺丝原液的聚合、聚丙烯腈原丝的纺制、预氧化和碳化三个步骤,有众多因素需要调控。
一旦制备过程,有丝毫缺陷,就会影响碳纤维性能。
所以,制备过程必须对每个工艺流程中的工艺参数,精准调控。
陈平依次使用扫描电子显微镜SEM,以及高分辨率投射电镜HRTEM,对这束碳纤维的表面、截面等形貌进行测试并分析。
“T1000级碳纤维表面光滑,没有沟槽。”
“T1000级碳纤维的断面形貌,为规则圆形,且直径小。”
“根据体积效应和最弱连接理论,直径越小纤维存在缺陷的可能性越小,纤维强度就越高。”
“……”
接着,陈平用XRD图谱,分析T1000碳纤维的微观组织结构。
“赤道扫描图发现,T1000级碳纤维,2θ=25°左右,出现衍射峰。”
“衍射峰比较陡,说明T1000级碳纤维的石墨微晶结构,非常完善。”
“子午扫描图谱没有出现衍射峰,说明内部的石墨微晶沿轴向,取向完善。”
“截面取点测拉曼光谱,结果表面T1000级纤维的皮芯结构,相比其他碳纤维更浅。”
“……”
接着,陈平继续分析碳纤维表面特性。
“XPS能谱图像,说明T1000级碳纤维表面元素,具有更高的C含量,且N含量较低。”
“T1000级碳纤维的碳化温度,比其他碳纤维高,且表面活性大幅提升。”
“T1000级碳纤维原丝的含氧活性官能团含量最高,达到49.66%,有利于与树脂基体发生化学反应,形成更强的界面作用力。”
“……”
各项数据全部出炉后。
陈平神情激动道:“余姐,我们研发出的T1000级碳纤维,拉伸强度为6380MPa,拉伸模量295GPa,直径5微米。
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