Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Влияние условий термомеханической обработки на структуру и свойства углеродного волокна

Диссертация: Влияние условий термомеханической обработки на структуру и свойства углеродного волокна
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Высокая степень текстуры материала высокомодульного углеродного волокна формируется на всех этапах высокотемпературной термомеханической обработки. Однако такая особенность установления равновесия в наноструктурированной системе не всегда учитывается в полной мере. Отсутствуют систематические и детальные исследования влияния температурно-временных режимов термообработки, величины вытяжки… Читать ещё >

Влияние условий термомеханической обработки на структуру и свойства углеродного волокна (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
  • Глава I. Обзор литературы
    • 1. 1. Получение углеродных волокон
    • 1. 2. Влияние температуры термомеханической обработки на ^ структуру и свойства углеродных волокон
    • 1. 3. Влияние механической вытяжки в процессе высокотемпературной термообработки на структуру и свойства 21 углеродных волокон
    • 1. 4. Влияние добавки бора на структурные преобразования и ^ свойства углеродных волокон
    • 1. 5. Постановка задачи
  • Глава II. Объекты и методы исследования
    • 2. 1. Объекты исследования
    • 2. 2. Методы исследования 35 2.2.1. Подготовка образцов углеродного волокна для5 рентгеноструктурного анализа
      • 2. 2. 2. Текстурные исследования углеродного волокна
      • 2. 2. 3. Методика обработки экспериментальных результатов
    • 2. 3. Другие методы исследования
  • ГЛАВА III. Результаты исследований
    • 3. 1. Влияние температуры и продолжительности высокоскоростной термообработки при 3000 — 3150 °C на структуру и свойства высокомодульного углеродного волокна
      • 3. 1. 1. Влияние температуры и продолжительности высокоскоростной термообработки при 3000 — 3150 °C на средние ^ размеры областей когерентного рассеяния и межплоскостные расстояния углеродного волокна
      • 3. 1. 2. Влияние режимов термомеханической обработки при ^ 3000 — 3150 °C на текстуру и свойства углеродного волокна
    • 3. 2. Влияние температуры термомеханической обработки при постоянной вытягивающей нагрузке и скорости протяжки на 60 структуру и свойства углеродного волокна
      • 3. 2. 1. Влияние температуры термомеханической обработки на изменение средних размеров областей когерентного рассеяния 60 углеродного волокна
      • 3. 2. 2. Влияние режимов дополнительной термомеханической ^ обработки на текстуру и свойства углеродного волокна
    • 3. 3. Взаимосвязь условий кристаллизации, структуры полиакрилонитрильной нити и структуры получаемого на её основе 68 углеродного волокна
      • 3. 3. 1. Влияние условий кристаллизации на структуру ^ д полиакрилонитрильной нити

      3.3.2. Влияние условий кристаллизации полиакрилонитрильной нити на структуру углеродного волокна, полученного при 2300 °C 3.3.3. Взаимосвязь условий кристаллизации полиакрилонитрильной ^ нити и структуры углеродного волокна, полученного при 3100°С

      3.4. Влияние добавки бора на формирование структуры и свойства по углеродного волокна

      3.4.1. Влияние добавки бора на средние размеры областей когерентного рассеяния и межплоскостное расстояние 78 углеродного волокна

      3.4.2. Влияние добавки бора на текстуру и свойства углеродного «волокна

      3.5. Влияние дополнительной термомеханической обработки на структуру углеродных волокон различных фирм-производителей

      3.5.1. Влияние режимов дополнительной термомеханической обработки на структуру углеродных волокон

      3.5.2. Влияние температуры дополнительной термомеханической ^ обработки на изменение текстуры углеродных волокон

      ГЛАВА IV. Обсуждение экспериментальных результатов

      4.1. Взаимосвязь условий формования, текстуры, свойств ^ ^ полиакрилонитрильного и углеродного волокна

      4.2. Взаимосвязь температуры и продолжительности термомеханической обработки на формирование структуры углеродного волокна

      4.3. Механизм влияния бора на кинетику структурных преобразований наноструктурированного углеродного материала в 111 процессе термомеханической обработки

Уникальные эксплуатационные свойства углеродных волокон также обусловлены особенностями микроструктуры, в том числе размерами областей когерентного рассеяния и высокой степенью их текстуры относительно оси нитей. Процесс получения углеродного волокна на основе полиакрилонитрила многостадиен, включает низкотемпературную (200 — 300°С) термостабилизацию и высокотемпературную термомеханическую обработку, которую проводят в два этапа — при температурах до 2500 °C и, для решения специальных задач, при ~3000°С. Во время высокотемпературной термомеханической обработки в материале термостабилизированной нити (средние размеры областей когерентного рассеяния ~1 нм) происходит существенное увеличение содержания углерода (карбонизация) и развивается процесс перекристаллизации. В результате этого средние размеры областей когерентного рассеяния в направлении 002 высокопрочных волокон составляют 2−5 нм, высокомодульных —10 нм. При этом существует связь между модулем упругости углеродного волокна и размерами областей когерентного рассеяния, текстурой, пикнометрической плотностью.

Высокая степень текстуры материала высокомодульного углеродного волокна формируется на всех этапах высокотемпературной термомеханической обработки. Однако такая особенность установления равновесия в наноструктурированной системе не всегда учитывается в полной мере. Отсутствуют систематические и детальные исследования влияния температурно-временных режимов термообработки, величины вытяжки материала нити не только на текстуру материала, взаимосвязь размеров и ориентировки областей когерентного рассеяния относительно оси нити, но и на пространственную однородность волокна. Следует также отметить, на процесс формирования тонкой структуры углеродного волокна оказывают борсодержащие добавки. Этот вопрос также требует дополнительного и более детального исследования.

Сочетание уникальных физико-механических свойств углеродных волокон (в том числе прочности до 7 ГПа, модуля упругости до 700 ГПа и о удельного веса ~ 2 г/см) обуславливает широкое применение таких материалов в передовых областях, обеспечивающих технический и технологический прогресс. В то же время в настоящее время являются не решенными в полном объеме задачи оптимизации технологии производства, разработки научно обоснованных приемов, обеспечивающих снижение себестоимости и повышение физико-механических свойств углеродного волокна. Работа в этом направлении тесно связана с решением фундаментальной проблемы физики неравновесных состояний конденсированных веществ — установлением закономерностей перехода наноструктурированной системы в более равновесное по дисперсному и фазовому составу состояние, выявлением взаимосвязи структуры и свойств материалов. Поэтому научная и практическая актуальность исследования не вызывает сомнений.

Цель работы — установление взаимосвязи условий синтеза, структуры, в том числе текстуры и свойств углеродного волокна, полученного на основе полиакрилонитрильных нитей.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: • детально изучить текстуру углеродных волокон, полученных при температурах -2300 и ~3000°С;

• исследовать влияние температуры и продолжительности дополнительной высокоскоростной термообработки в интервале температур 3000 — 3150 °C на изменение размеров областей когерентного рассеяния, текстуры и свойств высокомодульного углеродного волокна;

• изучить влияние дополнительной термомеханической обработки при I.

2300 и ~3000°С на структуру, в том числе текстуру, и свойства углеродных волокон, отличающихся фирмами — производителями;

• исследовать влияние технологических режимов получения исходного полиакрилонитрильного волокна на его текстурные характеристики, а также на структурные параметры (размеры областей когерентного рассеяния и текстуру) получаемого при —2300 и ~3000°С на его основе углеродного волокна;

• изучить влияние добавки бора и температурно-временных режимов термообработки на процесс перекристаллизации, текстуру и свойства углеродного волокна.

Научная новизна работы. Детально изучена текстура углеродного волокна, полученного при различных режимах термомеханической обработки. Впервые установлено, что размеры областей когерентного рассеяния и межслоевое расстояние с1002 высокомодульного углеродного волокна зависят от угла ориентировки относительно оси нити.

Проведены систематические исследования влияния режимов термомеханической обработки на текстуру, средние размеры и межслоевое расстояние, пространственную однородность и свойства углеродных волокон, в том числе дополнительной термомеханической обработки при -2300 и ~3000°С на структуру, текстуру, и свойства углеродных волокон, отличающихся фирмами — изготовителями;

Получены новые данные по влиянию добавки бора и температурно-временных режимов термообработки на процесс перекристаллизации, текстуру и свойства углеродного волокна.

Для решения поставленных задач отработана методика текстурных исследований углеродных и полиакрилонитрильных волокон.

Практическая ценность работы. Полученные в ходе выполнения исследований результаты по влиянию температурно-временных режимов термообработки, а также добавки бора на изменение размеров областей когерентного рассеяния и текстуру материала могут быть использованы при оптимизации технологических процессов получения высокотекстурированных волокнистых углеродных материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• Результаты исследования зависимости размеров областей когерентного рассеяния, межплоскостного расстояния от величины угла ориентации ОКР, а также текстуры углеродного волокна;

• Результаты по влиянию температуры и продолжительности высокоскоростной термомеханической обработки при -3000 — 3150 °C на структуру и свойства высокомодульного углеродного волокна;

• Результаты исследования влияния дополнительной термомеханической обработки при -2300 и -3000 — 3150 °C на структуру углеродных волокон, отличающихся фирмами — производителями;

• Основные закономерности процесса структурообразования углеродного волокна в присутствие добавки бора;

• Результаты текстурных исследований исходного полиакрилонитрильного волокна, изготовленного при различных условиях формования, а также полученного на его основе углеродного волокна при —2300 и ~3000°С.

Личный вклад соискателя заключается в получении экспериментальных результатов по исследованию влияния режимов получения углеродного волокна на структуру и текстуру, проведении математических расчетов и непосредственном участии в обсуждении экспериментальных результатов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих конференциях: Третья Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2009» (г. Екатеринбург, 2009) — V Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Образование, наука, инновации — вклад молодых исследователей» (г. Кемерово, 2010) — VII Всероссийская научная конференция «Керамика и композиционные материалы» (г. Сыктывкар, 2010) — 7-я Международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. Конструкционные и функциональные материалы (в том числе наноматериалы) и технологии их производства» (г. Владимир, 2010) — Международная заочная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки» (г. Тамбов, 2011).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 4 статьях журналов, входящих в перечень публикаций ВАК РФ, и 5 тезисах докладов Всероссийских и Международных научных конференций и семинаров.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы из 135 наименований. Содержание работы изложено на 134 страницах, иллюстрировано 41 рисунком и 28 таблицами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

И ВЫВОДЫ.

В работе проведены экспериментальные исследования влияния условий кристаллизации полиакрилонитрильной нити, режимов термомеханической обработки на структуру и физико-механические характеристики углеродного волокна. Кроме того, изучено влияние борсодержащей добавки на процесс структурных преобразований углеродного материала в процессе термомеханической обработки. На основе экспериментальных данных, полученных методами рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, можно сделать следующие выводы:

1. Впервые установлена зависимость средних размеровL/002 и межплоскостного расстояния doo2 высокомодульного углеродного волокна от угла ориентации областей когерентного рассеяния относительно оси нити. При этом, чем выше текстура углеродного волокна, тем более отчетливо наблюдается данная зависимость.

2. Активная направленная рекристаллизация и текструрирование материала высокомодульного углеродного волокна наблюдается в процессе дополнительной термомеханической обработки при ~3000°С.

Существует оптимальное значение продолжительности и температуры термомеханической обработки при фиксированной вытягивающей нагрузке, обеспечивающей формирование углеродного волокна, размеры ОКР которого наиболее крупные. При этом степень текстуры и модуль упругости волокна принимают максимальные значения.

3. Условия кристаллизации материала исходного полиакрилонитрильного волокна оказывают влияние на его текстуру и размеры ОКР, а также на структуру полученного на его основе углеродного волокна. Наблюдается наследование углеродным волокном текстуры полиакрилонитрильного волокна.

4. В присутствие добавки бора активная перекристаллизация и текстурирование материала происходят при более низких (~400°) температурах термомеханической обработки углеродного волокна. Повышенное содержание бора обусловило формирование гетерогенной структуры углеродного материала — формирование микрообъемов, структура которых близка к таковой графита.

5. Массоперенос в процессе термомеханической обработки при ~3000°С протекает активнее в материале углеродного волокна, средние размеры ОКР которого при температуре ~2300°С были наименьшими.

6. Практическое значение работы состоит в том, что результаты исследования могут быть использованы при оптимизации существующих технологий получения углеродного волокна на основе полиакрилонитрильной нити.

Автор считает приятным долгом выразить искреннюю и глубокую благодарность научному руководителю доктору химических наук, профессору Тюменцеву Василию Александровичу, доктору технических наук, профессору Подкопаеву Сергею Александровичу, а также коллективу кафедры физики конденсированного состояния.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Oya, N. Longitudinal compressive behaviour and microstructure of PAN-based carbon fibres. / N. Oya, D. J. Johnson // Carbon. 2001. V.39. P.635−645.
  2. Mittal, J. Post spinning modification of PAN fibres a review. / J. Mittal, R.B. Mathur, O.P. Bahl // Carbon. 1997. V.35. P. 1713−1722.
  3. Chen, J. Effect of coagulation temperature on the properties of poly (acrylonitrile-itaconic acid) fibers in wet spinning. / J. Chen, C. Wang, H. Ge, Y. Bai, Y. Wang // J. Polym. Res. 2007. V.14. P.223−228.
  4. Ko, T.H. The characterization of pan-based carbon fibers developed by two-stage continuous carbonization. / T.H. Ko, T.C. Day, J.A. Perng, M.F. Lin // Carbon. 1993. V.31. P.765−771.
  5. Chand, S. Review Carbon fibers for composites. / S. Chand // J. Mater. Sci. 2000. V.35. P.1303−1313.
  6. Wangxi, Z. Evolution of structure and properties of PAN precursors during their conversion to carbon fibers. / Z. Wangxi, L. Jie, W. Gang // Carbon. 2003. V.41. P.2805−2812.
  7. Minus, M.L. The processing, properties, and structure of carbon fibers. / M.L. Minus, S. Kumar // Journal of the Minerals, Metals and Materials Society. 2005. V.57. P.52−58.
  8. Jin, D. The influences of silicone finishes on thermooxidative stabilization of PAN precursor fibers. / D. Jin, Y. Huang, X. Liu, Y. Yu // J. Mater. Sci. 2004. V.39. P.3365−3368.
  9. Tsai, J.S. The effect of the distribution of composition among chains on the properties of polyacrylonitrile precursor for carbon fibre. / J.S. Tsai, C.H. Lin // J. Mater. Sci. 1991. V.26. P.3996000.
  10. Tsai, J.S. Polyacrylonitrile precursors by copolymer and additive with itaconic acid. / J.S. Tsai, C.H. Lin // J. Mater. Sci. Lett. 1990. V.9. P.869−871.
  11. Edie, D.D. The effect of processing on the structure and properties of carbon fibers. / D.D. Edie // Carbon. 1998. V.36. P.345−362.
  12. , А.Т. Зависимость прочности углеродного волокна от физико-механических свойств исходного ПАН-волокна. / А. Т. Серков, JI.A. Златоустова//Химические волокна. 2000. № 4. С.42—43.
  13. , А.А. Терможаростойкие и негорючие волокна. / А. А. Конкин, М.: Химия. 1978. 424с.
  14. Hallam, М.А. A study of the effect of molecular weight on the tensile strength of ultra-high modulus polyethylenes. / M.A. Hallam, D.L.M. Cansfield, I.M. Ward, G. Pollard//J. Mater. Sci. 1986. V.21. P.4199−4205.
  15. Gerasimova, L.S. Relation between the internal stresses and the structure of polyacrylonitrile fibers. / L.S. Gerasimova, R.A. Polatovskay A.B. Pakshver, V.A. Pantaev // Mechanics of Composite Materials. 1968. V. 4. No.4−6. P.758−760.
  16. Jain, M.K. Conversion of acrylonitrile-based precursor fibres to carbon fibres. Part 1 A review of the physical and morphological aspects. / M.K. Jain, A.S. Abhiraman//J. Mater. Sci. 1987. V.22. P.278−300.
  17. Janowska, G. Effect of the drawing process on the thermal stability of gelatine-polyacrylonitrile graft copolymer fibres / G. Janowska, T. Milcolajczyk // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2001. V.63. P.815−822.
  18. Mochida, I. Some factors for the high performances of mesophase pitch based carbon fibre. / I. Mochida, L. Ling, Y. Korai // J. Mater. Sci. 1994. V.29. P.3050−3056.
  19. , А.Т. О механизме формования полиакрилонитрильных волокон роданидным способом. / А. Т. Серков, Г. А. Будницкий // Химические волокна. 1993. № 5. С.3−7.
  20. , М.Е. Основные направления исследований в области получения углеродных волокнистых материалов на основе гидратцеллюлозных волокон. / М. Е. Казаков // Химические волокна. 1991. № 3. С.8−10.
  21. , Т.А. Получение полиакрилонитрильной нити формованием в органические ванны. / Т. А. Романова, В. А. Медведев, JI.A. Кочорова, В. И. Володин, А. Т. Серков // Химические волокна. 1991. № 3. С. 15−16.
  22. , И. А. Синтез высокомолекулярного сополимера акрилонитрила и формование волокна на его основе. / И. А. Барсуков, Г. Н. Хуснуллин, А. Т. Серков, В. А. Дмитриев, Н. П. Кручинин. // Химические волокна. 1991. № 3. С. 18−19.
  23. , М.Т. Высокопрочные высокомодульные углеродные волокна. / М. Т. Азарова // Химические волокна. 1991. № 3. С.5−8.
  24. , С.П. Теория формования химических полимеров из растворов полимеров. / С. П. Папков //Химические волокна. 1984. № 2. С. 10−13.
  25. , С.П. Студнеобразное состояние полимеров. / С. П. Папков, М.: Химия. 1974. 256с.
  26. , К.Е. Физико-химические основы процессов формования химических волокон. / К. Е. Перепёлкин, М.: Химия. 1978. 320с.
  27. , С.П. Влияние условий получения на свойства полиакрилонитрильных волокон и углеродных волокон на их основе. / С.П. Папков//Химические волокна. 1992. № 5. С.61−62.
  28. , А.Т. Перспективы создания современных углеродных волокон и углепластиков. / А. Т. Серков // Химические волокна. 1991. № 2. С.60−63.
  29. , A.B. Получение волокон из растворов смеси полиакрилонитрила и коллагена. / A.B. Юдин, A.C. Шевченко Е. П. Пимоненко, H.A. Бандура, В. А. Кутьин, В. Я. Яковлева // Химические волокна. 1973. № 3. С.73−74.
  30. , И.М. Получение полиакрилонитрильного волокна из смеси сополимера акрилонитрила и метилметакрилата с полиуретаном. / И. М. Захарова, JI.C. Гальбрайх, А. Р. Коригодский, Д. Ф. Кутепов, Н. П. Бутягина // Химические волокна. 1985. № 1. С.42−43.
  31. , В.Я. Углеродные волокна. / В. Я. Варшавский, М.: Варшавский Я. В., 2005. 500с.
  32. , З.А. Особенности формования медно — аммиачных волокон в водно-органические ванны. / З. А. Сурнина, А. Б. Пашквер, Г. Г. Фигнер, И. П. Бакшеев, А. X. Хакимова//Химические волокна. 5. 1984. С. 18−20.
  33. , А.Т. Формование химических волокон из растворов. / А. Т. Серков // Химические волокна. 1984. № 2. С.16−21.
  34. Alderson, K.L. The effect of processing parameters on the mechanical properties of auxetic polymeric fibers. / K.L. Alderson, A. Alderson, P.J. Davies,
  35. G. Smart, N. Ravirala, G. Simkins // J. Mater. Sci. 2007. V.42. P.7991−8000.
  36. Ismail, A.F. The effect of processing conditions on a polyacrylonitrile fiber produced using a solvent-free free coagulation process. / A.F. Ismail, M.A. Rahman,
  37. A. Mustafa, T. Matsuura // Materials Science and Engineering A. 2008. V.485. P.251−257.
  38. , И.А. Влияние условий формования на прочность высокомолекулярного полиакрилонитрильного волокна. / И. А. Барсуков, Н. П. Кручинин, Н. К. Законодаева // Химические волокна. 1990. № 1. С. 9.
  39. , А.И. Влияние условий осаждения на фазовое осаждение и структуру полиакрилонитрила, выделяемого из растворов. / А. И. Суворова, В. Г. Быкова, В. М. Андреева, В. А. Медведева // Химические волокна. 1991. № 3. С.17−18.
  40. Ge, Н. Texture and properties of acrylonitrile-ammonium itaconate copolymer precursor fibers and carbon fibers. / H. Ge, J.J. Liu, J. Chen, C.G. Wang // J. Polym. Res. 2007. V.14. P.91−97.
  41. , B.B. Некоторые причины возникновения нестабильности термических и термомеханических свойств полиакрилонитрильных волокон. /
  42. B.В. Кочетков, Н. А. Шепелева, Т. А. Михайлова, Л. М. Ганчук, М. Т. Азарова,
  43. H.В. Кочеткова, В. А. Медведева // Химические волокна. 1991. № 3. С.25−26.
  44. Ji, M. Structural evolution of polyacrylonitrile precursor fibers during preoxidation and carbonization. / M. Ji, C. Wang, Y. Bai, M. Yu, Y. Wang // Polymer bulletin. 2007. V.59. P.527−536.
  45. , E.R. Процесс приготовления углеродных волокон на основе коммерческих полиакрилонитрильных волокон мокрого формования. / E.R. Farsani, A. Shokuhfar, A. Sedghi // Химические волокна. 2006. № 5. С.31−33.
  46. Gupta, A. New aspects in the oxidative stabilization of PAN-based carbon fibers. / A. Gupta, I.R. Harrison // Carbon. 1996. V.34. P.1427−1445.
  47. Mittal, J. IR studies of PAN fibres thermally stabilized at elevated temperatures. / J. Mittal, O.P. Bahl, R.B. Mathur, N.K. Sandle // Carbon. 1994. V.32. P. l 133−1136.
  48. Cooper, G.A. The strength of carbon fibres. / G.A. Cooper, R.M. Mayer // J. Mater. Sci. 1971. V.6. P.60−67.
  49. A.C. Углеграфитовые материалы. / A.C. Фиалков, M.: Энергия. 1979. 320с
  50. , И.В. Механизм термических превращений полиакрилонитрильных волокон при окислении / И. В. Кошелев, В. Н. Соколовский, JI.A. Которленко, Е. П. Плыгань, В. П. Сергеев // Химические волокна. 1993. № 5. С.8−11.
  51. , Э. Современные углеродные волокна из полиакрилонитрила — полигетероароматики с предпочтительной ориентацией. / Э. Фитцер, В. Фрос // Химические волокна. 1992. № 2. С. 14−17.
  52. Yu, М. Combined effect of processing parameters on thermal stabilization of PAN fibers. / M. Yu, C. Wang, Y. Bai, Y. Wang, Q. Wang, H. Liu // Polymer Bulletin. 2006. V.57 P.525−533.
  53. Takaku, A. Tensile properties of carbon fibers from acrylic fibers stabilized under isothermal condition. / A. Takaku, T. Hashimoto, T. Miyoshi // J. Appl. Pol. Sci. 1985. V.30. P.1565−1571.
  54. Mochida, I. Structure and properties of mesophase pitch carbon fibre with a skin-core structure carbonized under strain. /1. Mochida, S.M. Zeng, T. Hino, H. Toshima //J. Mater. Sci. 1992. V.27. P. 1960−1968.
  55. Fitzer, E. Optimization of stabilization and carbonization treatment of PAN fibres and structural characterization of the resulting carbon fibres. / E. Fitzer, W. Frohs, M. Heine // Carbon. 1986. V.24. P.387−395.
  56. Manocha, L. M. Length changes in PAN fibres during their pyrolysis to carbon fibres. / L.M. Manocha, O.P. Bahl, G.C. Jain // Die Angewandle Macromolekulare Chemie. 1978. V.67. P. 11−29.
  57. Mathur, R.B. Shrinkage behaviour of modified PAN precursors its influence on the properties of resulting carbon fibre. / R.B. Mathur, T.L. Dhami, O.P. Bahl // Polymer Degradation and Stability. 1986. V.14. P. 179−187.
  58. Dalton, S. Thermal stabilization of polyacrylonitrile fibres. / S. Dalton., F. Heatley, P.M. Budd//Polymer. 1999. V.40. P.5531−5543.
  59. Laffont, L. An EELS study of the structural and chemical transformation of PAN polymer to solid carbon. / L. Laffont, M. Monthioux, V. Serin, R.B. Mathur, C. Guimon, M.F. Guimon // Carbon. 2004. V.42. P.2485−2494.
  60. He, D.X. Microstructural evolution during’thermal stabilization of PAN fibers. / D.X. He, C.G. Wang, YJ. Bai, N. Lun, B. Zhu, Y.X. Wang // J. Mater. Sci. 2007. V.42. P.7402—7407.
  61. Wang, Y. Evaluation of the fluidized preoxidation for producing high behavior pan based carbon fiber. / Y. Wang, C. Wang, M. Ji, X. Gao, M. Jing //Polymer Bulletin. 2007. V.59. P.555−566.
  62. Tsai, J.S. Effect of cross-section evenness for polyacrylonitrile precursor on the properties of carbon fibre. / J.S. Tsai, C.J. Wu // J. Mater Sci. Lett. 1993. V.12. P.411 -413.
  63. Tsai, J.S. Comparison of one- and two-stage carbonized furnaces for carbon fibre. / J.S. Tsai //J. Mater. Sci. Lett. 1993. V.12. P. l 114−1116.
  64. Yu, M. Influence of precursor properties on the thermal stabilization of polyacrylonitrile fibers. / M. Yu, C. Wang, Y. Bai, Y. Wang, Y. Xu // Polymer Bulletin. 2006. V.57. P.757−763.
  65. Tsai, J.S. Comparison of batch and continuous oxidation processes for producing carbon fibre based on PAN fibre. / J.S. Tsai // J. Mater. Sci. Lett. 1997. V.16. P.361−362.
  66. Tsai, J.S. Determination of the aromatization index for oxidized polyacrylonitrile fibre by the differential scanning calorimetry method. /J.S. Tsai, H.N. Hsu // J. Mater. Sci. Lett. 1992. V.ll. P.1403−1405.
  67. Tsai, J.S. Measurement of the aromatization index for oxidized polyacrylonitrile fibre by the orientation distribution pattern. / J.S. Tsai // J. Mater. Sci. Lett. 1993 V.12. P.1911—1913.
  68. Wu, G. Effect of moisture on stabilization of polyacrylonitrile fibers. / G. Wu, C. Lu, R. Zhang, X. Wu, F. Ren, K. Li, F. He, L. Ling // J. Mater. Sci. 2004. V.39. P.2959−2960.
  69. Zhu, Y. Estimation, using infrared spectroscopy, of the cyclization of poly (acrylonitrile) during the stabilization stage of carbon fibre production / Y. Zhu, M.A. Wilding, S.K. Mukhopadhyay // J. Mater. Sci. 1996. V.31. P.3831−3837.
  70. Zhao, L. Fabrication, structure and properties of quasi-carbon fibres. / L. Zhao, B.Z. Jang // J. Mater. Sci. 1995. V.30. P.4535^-540.
  71. Ko, T.H. Preparation of high-performance carbon fibres from PAN fibres modified with cobaltous chloride. / T.H. Ko, L.C. Huang // J. Mater. Sci. 1992. V.27. P.2429−2436.
  72. Zhao, L.R. The oxidation behaviour of low-temperature heat-treated carbon fibres. / L.R. Zhao, B.Z. Jang // J. Mater. Sci. 1997. V.32. P.2811−2819.
  73. De Pruneda, J.A.H. The effects of thermal exposure on the structural and mechanical integrity of carbon fibres. / J.A.H. De Pruneda, Morgan R.J. // J. Mater. Sci. 1990. V.25. P.4776^4781.
  74. , В.Я. Основные закономерности процессов структурообразования при получении углеродных волокон из различного сырья. / В. Я. Варшавский // Химические волокна. 1994. № 3. С.9−16.
  75. , Г. Б. Структура углеродных волокон. / Г. Б. Скрипченко // Химические волокна. 1991. № 3. С.26−29.
  76. Liu, F. Effect of microstructure on the mechanical properties of PAN-based carbon fibers during high-temperature graphitization. / F. Liu, H. Wang, L. Xue, L. Fan, Z. Zhu // J. Mater. Sci. 2008. V.43. P.4316−4322.
  77. Li, D. Effect of microstructure on the modulus of PAN-based carbon fibers during high temperature treatment and hot stretching graphitization. / D. Li, H. Wang, X. Wang // J. Mater. Sci. 2007. V.42. P.4642−4649.
  78. Takaku, A. X-ray measurements and the structure of polyacrylonitrile- and pitch-based carbon fibres. / A. Takaku, M. Shioya // J. Mater. Sci. 1990. V.25. P.4873−4879.
  79. Ko, Т.Н. Effects of graphitization of PAN-based carbon fiber cloth on its use as gas diffusion layers in proton exchange membrane fuel cells. / Т.Н. Ko, Y.K. Liao, C.H. Liu // New Carbon Materials. 2007. V.22. P.97−101.
  80. Ko, Т.Н. Preparation of graphite fibres from a modified PAN precursor / Т.Н. Ko, S.C. Liau, M.F. Lin. // J. Mater. Sci. 1992. V.27. P.6071- 6078.
  81. Lieberman, M.L. Impurity effects in carbon fibres. / M.L. Lieberman, G.T. Noles // J. Mater. Sci. 1972. V.7. P.654 662.
  82. Zickler, G.A. A reconsideration of the relationship between the crystallite size La of carbons determined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. / G.A. Zickler, B. Smarsly, N. Gierlinger, H. Peterlik, O. Paris // Carbon. 2006. V.44. P.3239−3246.
  83. Tzeng, S.S. Catalytic graphitization of electroless Ni-P coated PAN-based carbon fibers. / S.S. Tzeng // Carbon. 2006. V.44. P. l986−1993.
  84. Ogale, A.A. Orientation and dimensional changes in mesophase pitch-based carbon fibers. / A.A. Ogale, C. Lin, D.P. Anderson, K.M. Kearns // Carbon. 2002. V.40. P.1309−1319.
  85. Ishii, С. Structural characterization of heat-treated activated carbon fibers. / C. Ishii, T. Suzuki, N. Shindo, K. Kaneko // J. of Porous Materials. 1997. V.4. P. 181 186.
  86. , B.A. Структурные преобразования при высокотемпературной обработке окисленных полиакрилонитрильных волокон. / В. А. Назарова, В. М. Бондаренко, М. Т. Азарова // Химические волокна. 1995. № 1. С.14−17.
  87. Sauder, С. The tensile properties of carbon matrices at temperatures up to 2200 °C / C. Sauder, J. Lamon, R. Pailler // Carbon. 2005. V.43. P.2054−2065.
  88. Kim, C. Heat treatment temperature effects on structural and electrochemical properties of PVDC-based disordered carbons / C. Kim, K.S. Yang // J. Mater. Sci. 2003. V.38. P.2987−2991.
  89. Dhakate, S.R. Oxidation behavior of PAN based carbon fiber reinforced phenolic resin matrix composites / S.R. Dhakate, P. Bahl, P.D. Sahare // J. Mater. Sci. Lett. 2000. V.19. P.1959−1961.
  90. Kumar, S. Carbon fibre compressive strength and its dependence on structure and morphology. / S. Kumar, D.P. Anderson, A.S. Crasto // J. Mater. Sci. 1993. V.28. P.423—439.
  91. Ozbek, S. Strain-induced density changes in PAN-based carbon fibres. / S. Ozbek, D.H. Isaac // Carbon. 2000. V.38. P.2007−2016.
  92. Park, S.J. Bending fracture and acoustic emission studies on carbon-carbon composites: effect of sizing treatment on carbon fibers. / S.J. Park, J.R. Lee // J. Mater. Sci. 1998. V. 33. P.647−651.
  93. Manocha, L.M. Microstructure of carbon/carbon composites reinforced with pitch-based ribbon-shape carbon fibers. / L.M. Manocha, A. Warner, S. Manocha, D.D. Edie, A.A. Ogale // Carbon. 2003. V.41. P. 1425−1436.
  94. Stewart, M. The fracture mechanism of carbon fibres. / M. Stewart, M. Feughelman // J. Mater. Sci. 1973. V.8. P. l 119−1122.
  95. Jones, B. J. Analysis of flaws in high-strength carbon fibres from mesophase pitch. / B J. Jones, J.B. Barr, R.E. Smith // J. Mater. Sci. 1980. V.15. P.2455 2465.
  96. Mittal, J. Denitrogenation behaviour and tensile strength increase during carbonization of stabilized PAN fibers. / J. Mittal, H.H. Konno, M. Inagaki, O.P. Bahl//Carbon. 1998. V.36. P.1327−1330.
  97. Kim, H.S. Kinetic studies on hot-stretching of polyacrylonitrile-based carbon fibres by using internal resistance heating Part I. Changes in resistivity and strain. / H.S. Kim, M. Shioya, A. Takaku // J. Mater. Sci. 1999. V.34. P.3299−3306.
  98. Tsai, J.S. Optimization of carbon fibre production using the Taguchi method. / J.S. Tsai // J. Mater. Sci. 1995. V.30. P.2019−2022.
  99. Oya, A. Phenomena of catalytic graphitization. / A. Oya, H. March // J. Mater. Sci. 1982. V.17. P.309−322.
  100. Tong, Q.F. Resistance to ablation of pitch-derived ZrC/C or SiC/C composites. / Q.F. Tong, J.L. Shi, Y.Z. Song, Q.G. Guo, L. Liu // Carbon. 2004. V.42. P.2495−2500.
  101. Hu, X.B. Catalytic effect of dopants on microstructure and performance of MCMB-derived carbon laminations. / X.B. Hu, G. Cheng, B.Y. Zhao, H.M. Wang, K.A. Hu // Carbon. 2004. V.42. P.381−386.
  102. Qiu, H.P. Thermal conductivity and microstructure of Ti-doped graphite. / H.P. Qiu, Y.Z. Song, L. Liu, G.T. Zhai, J.L. Shi // Carbon. 2003. V.41. P.973−978.
  103. Liu, Z.J. Effect of Ti dopant on shrinkage and performance of MCMB-derived carbon laminations. / Z.J. Liu, Q.G. Guo, J.R. Song, L. Liu // Carbon. 2007. V.45. P. 146−151.
  104. Zhou, C.J. The effect of heat-treatment temperature on structure and properties of TiB2/C composites. / CJ. Zhou, W.S. Kinman, P.J. McGinn // Carbon 2007. V.45. P.1200−1211.
  105. Parka, S.J. Surface characteristics of fluorine-modified PAN-based carbon fibers. / S.J. Parka, M.K. Seoa, Y. S Leeb // Carbon. 2003. V.41. P.723−730.
  106. Wang, Q. Effect of boron on graphite oxidation a theoretical study. / Q. Wang, X.L. Ma, L.Q. Chen, W. Cbrmignani, C.G. Pantano // Carbon. 1997. V.35. P.307−313.
  107. Lee, Y.J. Preferential distribution and oxidation inhibiting/catalytic effects of boron in carbon fiber reinforced carbon (CFRC) composites. / Y.J. Lee, H.J. Joo, L.R. Radovic // Carbon. 2003. V.41. P.2591−2600.
  108. Sogabe, T. Effect of boron-doping on structure and some properties of carboncarbon composite. / T. Sogabe, K. Nakajima, M. Inagaki // J. Mater. Sci. 1996. V.31. P.6469−6476.
  109. Wu, X., Inhibition of catalytic oxidation of carbon-carbon composites by boron doping. / X. Wu, L.R. Radovic // Carbon. 2005. V.43. P.1768−1777.
  110. Howe, J.Y. Influence of boron on structure and oxidation behavior of graphite fiber, P120. / J.Y. Howe, L.E. Jones // Carbon. 2004. V.42. P.461−467.
  111. Miyazaki, K. Graphite and boron carbide composites made by hot pressing. / K. Miyazaki, T. Hagio, K. Kobayashi // J. Mater. Sci. V. 16. 1981. P.752−762.
  112. Katz, R.N. The influence of boron content on the fine microstructure of pyrolytic graphite. / R.N. Katz, C.P. Gazzara // J. Mater. Sci. 1968. V.3. P.61−69.
  113. Hamada, T. Structure of coke powder heat-treated with boron. / T. Hamada, K. Suzuki, T. Kohno, T. Sugiura // Carbon. 2002. V.42 P.1203−1210.
  114. Hishiyama, Y. Lattice parameter changes in graphite with boron doping. / Y. Hishiyama, M. Inagaki // Carbon. 1999. V.39. P. 150−152.
  115. Kim, E. Atomic structure of highly ordered pyrolitic graphite doped with boron. / E. Kim, I. Oh, J. Kwak // Electrochemistry Communication. 2001. V.3. P.608−612.
  116. Agrawal, A. Boron modification of carbon fibres. / A. Agrawal, H. Yinnon, D.R. Uhlmann, R.T. Pepper, C.R. Desper//J. Mater. Sci. 1986. V.21. P.3455−3466.
  117. , С. А. Совершенствование и стабилизация технологии производства углеродных композиционных материалов. / С. А. Подкопаев // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.17.11. Челябинск, 2000.-297с.
  118. , С.С. Рентгенофазный и электронно оптический анализ. / С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, JI.H. Расторгуев, М.: Мисис. 2003. 358с.
  119. Я. С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. / Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов, JI.H. Расторгуев, М.: Металлургия. 1982. 632с.
  120. Warren, В.Е. The shape of two-dimensional carbon black reflections / В. E. Warren, P. Bodenstein // Acta Crystallographies 1966. V.20 P.602−605.
  121. , В.Ф. Метод разделения рефлексов со сложным профилем на отдельные компоненты в рентгеновской дифрактометрии углеродных материалов/ В. Ф. Плешаков // Кристаллография. 1991. Т.36. № 4. С. 866−871.
  122. , Г. Б. Исследование механизма гомогенной и гетерогенной графитации. / Г. Б. Скрипченко, В. И. Касаточкин // Структурная химия углерода и углей. Сб. научн. тр. М.:Наука.1969. С.67−77.
  123. Paris, О. Texture of PAN- and pitch-based carbon fibers. / O. Paris, D. Loidl, H. Peterlik // Carbon. 2002. V.40. P.551−555.
  124. Jones, S.P. Structural development in mesophase pitch based carbon fibers produced from naphthalene. / S.P. Jones, C.C. Fain, D.D. Edie // Carbon. 1997. V.35. P.1533−1543.
  125. Johnson, D.J. Observations of a three-phase structure in high-modulus PAN-based carbon fibres. / D.J. Johnson, D. Crawford, B.F. Jones // J. Mater. Sci. 1973. V.8. P.286—290.
  126. , W. ТЕМ study of the microstructure of carbon-carbon composite / W. Kowbel, J. Don // J. Mater. Sci. 1989. V.24. P.133−138.
  127. Pradere, C. Thermal properties of carbon fibers at very high temperature. / C. Pradere, J.C. Batsale, J.M. Goyheneche, R. Pailler, S. Dilhaire // Carbon. 2009. V.47. P.737 743.
  128. Sauder, C. The tensile behavior of carbon fibers at high temperatures up to 2400 °C. / C. Sauder, J. Lamon // Carbon. 2004. V.42. P.715−725.
  129. Chae, H.G. Stabilization and carbonization of gel spun polyacrylonitrile/single wall carbon nanotube composite fibers. / H.G. Chae, M.L. Minus, A. Rasheed, S. Kumar //Polymer. 2007. V.48. P.3781−3789.
  130. Gupta, A. New aspects in the oxidative stabilization of PAN-based carbon fibers: II. / Gupta A., Harrison I.R. // Carbon. 1997. V. 35. P. 809−818.
  131. , А. Карбонизация полимеров и получение карбоновых волокон. / А. Синдо // Успехи химии. 1973. Т. 17. № 2. С.301 322.
  132. Н.Н. Рекристаллизованный графит. / Н. Н. Шипков, В. И. Костиков, Е. И. Непрошин, А. В. Демин, М.: Металлургия. 1979. 184с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!