Influence of Graphitization Conditions at 3000°C on Structural and Mechanical Properties of High-Modulus Polyacrylonitrile-Based Carbon Fibers


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The effect of the graphitization conditions at 3000°C on the crystal structure and properties of high-modulus polyacrylonitrile-based carbon fibers (CFs) is studied. It is shown that an increase in the temperature of CF processing from 1400 to 3000°C leads to a decrease in the tensile strength and an increase in Young’s modulus. However, an increase in the winding rate from 10 to 300 m/h during the synthesis of CFs at a fixed graphitization temperature of 3000°C leads to decreases in both the tensile strength and Young’s modulus. The crystal structure of the synthesized CFs is studied by the X-ray diffraction and Raman spectroscopy methods. It is shown that an increase in the thermal processing temperature from 1400 to 3000°C leads to a decrease in the d002 interlayer spacing and an increase in the crystallite size Lc. It is established by the Raman spectroscopy method that the ID/IG parameter (the ratio of the integral intensities of the D and G spectral bands) decreases at the same time, which is also characteristic of an increase in the degree of perfection of the CF crystal structure. On the contrary, an insignificant increase in the d002 interlayer spacing and a decrease in the Lc value are observed with an increase in the winding rate for CFs synthesized at a fixed graphitization temperature of 3000°C, while the ID/IG parameter in this case hardly changes. A detailed analysis of the shape of the (002) diffraction peak shows that, unlike CFs obtained at a winding rate of 10 m/h, CFs obtained at higher winding rates consist of at least two distinct structures of different degrees of graphitization. Further thermal treatment of these CFs at 2650°C under steady-state conditions leads to a significant decrease in the d002 spacing parameter and an increase in the Lc value. It is established from the measurements of the ID/IG ratio that radial inhomogeneity of the CF crystal structure over the cross section increases at higher winding rates, which is associated with inhomogeneous heat transfer in the filaments. It is concluded that high rates of heating to 3000°C have a negative effect on the structural and mechanical properties of CFs.

Об авторах

E. Danilov

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

D. Ponomareva

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

E. Timoshchuk

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

V. Samoilov

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Автор, ответственный за переписку.
Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

D. Verbets

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

I. Bubnenkov

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

N. Steparyova

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

A. Nikolaeva

Research Institute for Graphite-Based Structural Materials NIIgrafit

Email: vsamoylov@niigrafit.org
Россия, Moscow, 111524

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».