碳纤维石墨化技术综述

高性能碳纤维具有极大的应用价值,碳纤维在石墨化后含碳量可达99％,且其拉伸模量和导电性能显著提升,热膨胀系数接近于0,适用于昼夜温差大的太空环境.因此,石墨化碳纤维被广泛应用于航天航空等尖端技术领域.石墨化设备和手段是制备高性能石墨纤维的关键,本文将石墨化设备按生产工艺和加热方式分为连续式和非连续式、间接加热式和直接加热式,分别介绍了电阻加热、感应加热、等离子体加热、微波加热、激光加热、γ射线加热和催化加热等石墨化技术,综述了上述石墨化方法和设备的优缺点,讨论并分析了碳纤维石墨化过程中微观结构的变化及其与碳纤维性能的关联性,指出如何更新和优化传统石墨化设备,来克服当前石墨化设备能耗高、成本高、效率低的缺点,为未来研发新兴的石墨化工艺、设备以及制备结构完备、性能优异的石墨纤维提供重要的参考和经验.