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行业新闻
碳纤维电子顺磁共振
文章来源: 行业新闻   发表时间:2016-12-07 10:53:40

  高科裂解碳在3500℃以上有机化时,最终能够完全石墨化。但是如果高温热处理温度(HTT)低于2000℃时,不同有机原料的石墨化倾向是不同的,因为此时碳原子为SP2杂化,并含有不同聚合程度、不同大小的芳香环基本结构单元(BSUs),大致可以归结为下列两类。
  

  (1)硬炭,通过高温分解含有相当数量异质元索的纤维素及其衍生物获得,它们不能够形成层间插入混合物或氧化石墨,它们的基本结构单元(BUS)为0.5~1nm,只有在催化剂或者机械作用下才能转化为石墨。


  (2)软炭。裂解有机芳香族化合物或者亚稳态沥青获得,BUS的尺寸为(20~100)×10 -10m。它们能够形成层闻插入混合物或氧化石墨,在远低于温热处理(HTT)温度的情况下就能够形成无序态碳。
  

  上面讨论的是碳纤维制造中最基本的碳化、石墨化过程。根据自然条件、有机物的结构、裂解环境尤其是裂解温度HTT,其中间步骤复杂得多。碳纤维的电子顺磁共振及磁化系数测量表明其中有3个基本过程:①最小反磁性在相当低的温度700℃左右出现,表明杂质原子被除去,大量自由基结合在具有非饱和键的碳原子上,从而将顺磁性居里中心局域化;②到1000℃,顺磁性中心点减少,在1000~1400℃之间,局域在芳香环上的电子去局域化,反磁性进一步缓慢增大;③1600~2000℃,由于热激发、缺陷、位错迁移,碳的单一及多重结合形成,BUS尺寸增大,大量电子去局域化,朗道反磁性及居里顺磁性巩固,电子顺磁共振(EPR)强度减弱。


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