聚丙烯腈基碳纤维中微孔洞的一维多取向小角X射线散射研究

高等学校化学学报 ›› 2004, Vol. 25 ›› Issue (6): 1124.

聚丙烯腈基碳纤维中微孔洞的一维多取向小角X射线散射研究

黄祖飞¹, 王春忠¹, 魏英进¹, 徐跃¹, 高忠民¹, 华中², 陈岗¹

1. 吉林大学材料科学与工程学院, 汽车材料教育部重点实验室, 长春 130023;
2. 吉林师范大学物理系, 四平 136000

收稿日期:2003-05-09 出版日期:2004-06-24 发布日期:2004-06-24
通讯作者: 陈　岗(1958年出生),男,博士,教授,博士生导师,从事材料物理与化学研究.E-mail:jzhan@mai.ljlu.edu.cn E-mail:jzhan@mai.ljlu.edu.cn
基金资助:
教育部博士点基金(批准号:20010183031)资助

Multi-orientated One-dimensional Small Angle X-ray Scattering Study of Microvoids in Polyacylonitrile-based Carbon Fibers

HUANG Zu-Fei¹, WANG Chun-Zhong¹, WEI Ying-Jin¹, XU Yue¹, GAO Zhong-Min¹, HUA Zhong², CHEN Gang¹

1. Key Laboratory Automobile Materials of Ministry of Education, College of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130023, China;
2. Department of Physics, Jilin Normal University, Siping 136000, China

Received:2003-05-09 Online:2004-06-24 Published:2004-06-24

摘要/Abstract

摘要： 应用一维多取向小角X射线散射(SAXS)方法研究了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维中微孔洞的形态.结果表明,这些微孔洞沿纤维轴方向呈针状,并与纤维轴呈Φ=14°角的取向排列;微孔洞投影在碳纤维横截面上的平均半径R=1.14nm,投影在碳纤维轴向上的平均长度L=17.97nm.建立的一维多取向SAXS方法可以得到若干二维SAXS方法才能得到的微孔洞形态及分布信息等参数(如Φ和L),且在各种纤维的微孔洞或微纤维的表征方面具有一定的普适性.

关键词: 一维多取向小角X射线散射, 碳纤维, 微孔洞

Abstract: The configuration of the microvoids in polyacrylonitrile(PAN)-based carbon fibers was studied by multi-orientated one-dimensional small angle X-ray scattering. The microvoids show a preferred orientation and have needlelike shape elongating along the fiber axis,and the oriented angle is Φ=14°. the cross-section radius of the microvoids projected onto the fiber cross section is R=1.14 nm and the length projected onto the fiber axis is L=17.98 nm. The method developed in this paper reveals some aspects of the configuration of the microvoids which were only available with two-dimensional small angle X-ray scattering technique such as Φ and L,and can be applied to the characterization of the configuration of the microvoids or the microfibrils in other fiber systems.

Key words: Multi-orientated one-dimensional SAX, Carbon fiber, Microvoids

中图分类号:

O641

TrendMD:

黄祖飞, 王春忠, 魏英进, 徐跃, 高忠民, 华中, 陈岗. 聚丙烯腈基碳纤维中微孔洞的一维多取向小角X射线散射研究. 高等学校化学学报, 2004, 25(6): 1124.

HUANG Zu-Fei, WANG Chun-Zhong, WEI Ying-Jin, XU Yue, GAO Zhong-Min, HUA Zhong, CHEN Gang. Multi-orientated One-dimensional Small Angle X-ray Scattering Study of Microvoids in Polyacylonitrile-based Carbon Fibers. Chem. J. Chinese Universities, 2004, 25(6): 1124.

[1]	赵凌云, 黄汉雄, 罗杜宇, 苏逢春. 复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2953.
[2]	沙迪, 禹旭敏, 赵将, 马小飞, 王汉夫, 刘芳芳, 邱雪鹏. 碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料的制备与力学性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 838.
[3]	王婷婷, 李元, 杨莉莉, 鲍昌昊, 程寒. 碳纤维微电极负载金纳米粒子用于芦荟多糖的在体动态监测[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(1): 87.
[4]	王振宇, 李健华, 郭慧君, 杨春才. 原位合成纳米SiO₂增强阴离子聚酯型上浆剂及其对碳纤维复合材料层间剪切强度的影响[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(9): 2005.
[5]	李元, 王婷婷, 李梅, 程寒. 碳纤维微电极表面负载含氧官能团及PDDA-纳米金粒子用于神经递质多巴胺的检测[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(8): 1656.
[6]	李元, 王婷婷, 李梅, 谷飞, 鲍昌昊, 黄蓉萍, 马静芳, 程寒. 电化学电流校正法定量测定五羟色胺[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(5): 876.
[7]	黄海鸿, 张保玉, 赵志培. 超临界正丁醇对回收碳纤维复合材料的降解及表征[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(9): 1687.
[8]	梁海欧, 白杰, 于丹丹, 张钦毓, 李春萍. 一维碳纤维承载AgX/TiO₂(X=Br, I)三元复合材料的制备及光催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(6): 947.
[9]	范卫锋, 刘秀菊, 阎敬灵, 孟祥胜, 刘敬峰, 王震. 以2-苯基-4,4'-二氨基二苯醚为基础的热固性聚酰亚胺树脂及其复合材料[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(10): 1926.
[10]	吴波, 郑帼, 刘旭钊, 孙玉, 刘会兵, 朱佳文. 高亲水性环氧树脂的制备及对碳纤维的表面处理[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(10): 1891.
[11]	姜悦, 覃远航, 钮东方, 张新胜, 周兴贵, 孙世刚, 袁渭康. 纳米碳纤维的表面性质和微结构对氧还原催化活性的影响[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(05): 1001.
[12]	李志州,崔晓莉,郑俊生,王庆飞 . TiO₂包覆不同微结构纳米碳纤维薄膜电极的光电化学性能[J]. 高等学校化学学报, 2008, 29(6): 1195.
[13]	陈荣生, 胡良胜, 张旭明, 付继江, 霍开富,朱剑豪, 程介克. 新颖的TiO2@C核壳结构纳米纤维阵列电极制备及其在电化学传感器中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2008, 29(12): 2542.
[14]	高宇,黄科科,华中,高忠民,李向山 . 碳纤维中的单层石墨物相及其对力学性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2007, 28(10): 2014.
[15]	王可,张国,李茁实,刘秀奇 . 改性CF与EVA复合材料的PTC行为研究[J]. 高等学校化学学报, 2006, 27(8): 1590.