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專業(yè): 高分子材料的加工與成型

[交流] 《Carbon》期刊2022年7、8月份碳纖維相關文獻匯總

注：因小編水平有限，中文翻譯內容可能存在錯誤，敬請諒解。中文翻譯僅供參考，如需了解文章詳細信息，請查看原文。

三維交聯(lián)碳纖維吸收電磁波的多重協(xié)同損失效應

原文題目：Multiple synergistic losses in the absorption of electromagnetic waves by three-dimensional cross-linked carbon fiber

文章主要內容

通過靜電紡絲和熱處理制備具有三維（3D）交聯(lián)結構的碳纖維。以碳纖維的HRTEM圖像為基礎，結合拉曼光譜中D峰和D'峰的強度比，以及碳纖維中不同石墨缺陷類型對碳纖維缺陷類型的貢獻，確定了碳纖維中石墨缺陷的類型，分析了電磁波吸收性能。在sp3型、空位型和邊界型三種石墨缺陷中，以邊界型石墨缺陷為主的碳纖維表現出優(yōu)異的電磁波吸收性能。熱處理溫度對電磁特性及電導率有顯著影響。當熱處理溫度為 650 °C 時，最寬的有效吸收帶寬 (EAB) 在 2.07 mm 處為 5.44 GHz。在碳化溫度為850°時，碳纖維中石墨納米晶和大石墨面積共存，石墨缺陷以邊界型為主。無定形碳和石墨納米晶體在電磁波作用下的界面極化產生介電損耗；大石墨區(qū)域會產生傳導損耗和渦流損耗. 介電損耗、傳導損耗和渦流損耗分別在 5.08 GHz、-40.55 dB、-43.35 dB 和 -44.44 dB 分別在 5.08 GHz、7.46 GHz 和 14.94 GHz 處協(xié)同實現了對電磁波多光譜的強吸收. 在不添加磁性材料的情況下，本研究中的碳纖維實現了介電損耗型電磁波吸收材料具有磁損耗的能力。

圖形概要

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.035

工業(yè)模擬連續(xù)穩(wěn)定過程中聚丙烯腈纖維的微觀結構演變

原文題目：Microstructural evolution of polyacrylonitrile fibers during industry-mimicking continuous stabilization

文章主要內容

在 180-270 °C 的溫度范圍內進行了聚丙烯腈(PAN) 纖維的工業(yè)模擬連續(xù)穩(wěn)定化，以研究纖維的微觀結構演變，并在各個中間階段進行綜合分析。穩(wěn)定過程中的化學反應會引起沿纖維軸的伸長應力。在低溫條件下（低于 240 ℃），環(huán)化反應主要發(fā)生在 PAN 結構的非晶相中，其熱穩(wěn)定性較低。包括脫氫和氧化在內的進一步穩(wěn)定化即使在結晶相中也很活躍超過 240 °C。小角 X 射線散射 (SAXS) 觀察證實，穩(wěn)定的 PAN 纖維具有兩種微孔：在微纖維之間形成直徑和長度分別為～6 和～17 nm 的主要大微孔。通過溶劑-非溶劑交換紡絲前體，直徑和長度分別為~1和~2nm的小微孔，可能位于分子的末端，是由纖維內部的氣體釋放產生的穩(wěn)定。我們相信，通過微孔的物理和化學結構演變對穩(wěn)定性的綜合研究為高性能碳纖維的工業(yè)制造提供了重要信息。

圖形概要

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.009

多環(huán)芳烴/聚酰亞胺復合碳纖維制備石墨錐的新方法

原文題目：A new preparation method of graphite cones from polycyclic aromatic hydrocarbons/polyimide composite carbon fibers

文章主要內容

石墨錐晶須是一種具有大長徑比的非平面石墨晶體材料，具有極高的機械性能和導電性能。盡管它們已被發(fā)現和研究多年，但它們的形成機制仍不清楚。由于制備方法涉及高溫高壓電弧放電等極其苛刻的條件，因此尚未大規(guī)模制備和應用。本文介紹了一種簡單而新穎的制備石墨錐的方法。多環(huán)芳烴/聚酰亞胺（PAH/PI）復合碳纖維表面原位生長大量螺旋石墨錐（SGCs），石墨化過程中無催化劑. SGCs由sp 2雜化碳原子組成的二維石墨烯構成， SGC的碳層與石墨錐軸的夾角約為67.5°。還推測并提出了由特殊有機纖維形成SGCs的機理。這種新的制備方法為大規(guī)模材料生產和石墨錐未來的廣泛應用提供了巨大的可能性。

圖形概要

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.069

具有孔隙度的碳燒蝕器，專為重返大氣層期間的航空航天熱保護而設計

原文題目：Carbon ablators with porosity tailored for aerospace thermal protection during atmospheric re-entry

文章主要內容

多孔碳燒蝕器在重新進入行星大氣期間為航空航天器提供具有成本效益的熱保護。然而，對更遙遠行星的探索需要開發(fā)能夠承受更強熱輻射條件的燒蝕器。在這里，我們報告了仿生多孔碳絕緣體的開發(fā)，其孔徑經過精心調整，通過增加高溫熱輻射的散射來增強隔熱性能。促進散射的孔徑間隔首先使用已建立的模型來估計輻射對多孔絕緣體熱導率在此理論分析的基礎上，我們確定了一個聚合物添加劑，通過酚醛樹脂和乙二醇混合物的聚合誘導相分離，能夠形成所需尺寸范圍內的孔。光學和電子顯微鏡、孔隙率測定法和機械測試用于表征用不同樹脂配方制備的多孔絕緣體的結構和性能�？讖皆谧罴焉⑸浞秶鷥鹊慕^緣體可將激光引起的多孔結構高達 42%，從而為制造碳燒蝕器以增強高溫下的熱保護提供了一條有希望且簡單的途徑。

圖形概要

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.062

源自商品聚合物的碳纖維：綜述

原文題目：Carbon fibers derived from commodity polymers: A review

文章主要內容

碳纖維復合材料對于廣泛的應用來說非常昂貴，這些應用將極大地受益于其卓越的比強度和比剛度。用低成本替代品取代市場主導的碳纖維前體材料聚丙烯腈將顯著降低碳纖維的生產成本。商品聚合物可以提供這樣的替代品，因為它們豐富且易于生產成纖維。這篇綜述介紹了從聚丙烯腈生產碳纖維的最新技術，對可熔紡替代前體的廣泛概述，并深入回顧了從低成本、商品熱塑性塑料合成碳纖維的最新進展如聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酯和聚（氯乙烯）。

圖形概要

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.05.005

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1樓 2022-06-09 08:50:59

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