拉曼光谱分析炭纤维表面的微观结构

新型炭材料, 2015, 30(5): 476-384. doi: 10.1016/S1872-5805(15)60202-5

拉曼光谱分析炭纤维表面的微观结构

任桂知 ^1, , 陈淙洁 ^2, , 邓李慧 ^3, , 全海宇 ^4, , 吕永根 ^5, , 吴琪琳 ^6,

1.纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

2.纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

3.纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

4.纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620;Texas Tech University, Department of Chemistry and Biochemistry, Lubbock, Texas 79409, USA

5.纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620;东华大学材料学院,上海 201620

6.纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620;东华大学材料学院,上海 201620

基金项目: 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室(201301) Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Mate-rials, Tongji University(201301) 国家自然科学基金(60975059) Research and Innovation Project of Shanghai Municipal Education Commission(14ZZ069) 上海市教育委员会科研创新重点项目(14ZZ069). National Natural Science Foundation of China(60975059)

关键词：拉曼光谱 , 炭纤维 , 表面微观结构

Microstructural heterogeneity on the cylindrical surface of carbon fibers analyzed by Raman spectroscopy

Keywords： Raman spectroscopy , Carbon fiber , Surface microstructure

采用拉曼光谱技术研究了PAN基炭纤维表面微观结构的异质性. 借助于自制的旋装装置,实现了单根炭纤维纤维的旋转,利用拉曼面扫描技术获得了纤维整个外表面的拉曼光谱. 通过分峰数据处理,得到II/IG﹑IA/IG﹑IDi/IG 与ID/IG 的分布,发现这些结构参数具有较大的波动性,说明炭纤维表面微观结构是不均匀的. 进一步也计算出纤维表面的晶粒尺寸La 在0. 7-2. 9 nm间变化,结构缺陷有沿着纤维轴向取向的趋势. 通过拉曼旋转扫描,揭示出了炭纤维表面的复杂微观结构.

A polyacrylonitrile-based carbon fiber monofilament was characterized by a confocal micro Raman spectrometer with the aid of a stage that allowed the axial rotation of the fiber so that the whole surface area could be examined. Results indicate that disorder is localized and aligned along the axial direction of the fiber. La values in defective regions are relatively lower than in oth-ers. The changes in the amount of amorphous carbon in different regions are significant.

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