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借助X射线衍射、元素分析等表征手段，研究了聚丙烯腈（PAN）纤维在预氧化过程中拉伸对纤维孔隙结构、预氧丝氧含量和最终碳纤维力学性能的影响。结果表明：随着拉伸倍数的增大，PAN预氧丝的平均孔径和孔隙率均减小；经一定拉伸后PAN基碳纤维的强度和模量均有所增加，但当拉伸到一定程度后，PAN预氧丝的氧含量呈下降趋势，纤维未形成稳定的耐热梯形结构，PAN基碳纤维力学性能显著下降。