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摘 要：现阶段，我国各个领域都取得了很大的进步，碳纤维有着耐热性好、高强的优点，同时它的导电性也是十分突出的，因此经常被用在一些复合材料中，如碳基、树脂等，但是由于碳纤维高温抗氧化的性能比较差，如果在空气中400°C以上就会出现失重的现象，这时候纤维的强度会明显降低，这对材料来说也有着严重的影响，要想让碳纤维得到更加广泛的应用就要从多方面来进行考虑，这样才能看出最好的效果。本文就对中间相沥青基碳纤维表面处理的工艺进行具体的分析，希望能为以后该方面的工作提供一些帮助。
关键词：中间相沥青基碳纤维；表面处理；工艺分析
1 中间相沥青基碳纤维表面处理的工艺
1.1 实验材料以及相应的设备
要想研究中间相沥青基碳纤维表面处理方面的工艺，就要将各种材料准备好，最主要的就是实验的材料要准备妥当，主要的材料包括：中间相沥青基碳纤维、二甲基乙酰胺、高纯五氯化钽以及无水乙醇。所谓沥青是一种将杂环化合物与稠环芳烃化合物结合的混合物，其结构十分的复杂，通常是黑色且有光泽的固体。中间相是介于液体与晶体之间的中间状态，将这些材料都准备好了之后就要开始准备溶胶与涂层，按照相应的比例将五氯化钽溶解在乙醇中，在分子间力的作用之下，众多分子都是按照液晶状态进行排列的，如果形成核，那么就会吸附并分散在母液中的大分子，这样经过一定陈化就能进行使用。应该在低温干燥的环境利用制备的溶胶对碳纤维进行涂层，应该在低温干燥的环境中利用溶胶来对碳纤维进行涂层，将有机的涂层变为无機的涂层，这样纤维与涂层就能进行充分的融合，从而体现出最好的效果，在增加纤维表面的氧含量的同时，达到提高碳纤维与涂层之间结合力的效果。
1.2 实验结果及讨论
实验完成之后对实验的结果进行一定的分析，将溶胶的形成过程以及结构做出解释，同时与乙醇进行反应，最终生成一种新的物质即醇基钽，这时候再加入适当的二甲基乙酰胺进行中和，让两者融合并出现反应，这样钽溶胶之间的关联度再次加深，黏度变大。涂层纤维经过一定的高温加热之后再进行1000摄氏度的处理，让有机钽涂层转化为其他的物质涂层，而Ta2O5的熔点是1800°C，与TaC相比较还差得很多，在抗氧化的能力上也差了那么一点，晶面高度是比较有序的， TaC的主峰会逐渐增强，并且碳峰会出现一定的减弱现象。利用扫描电镜观察涂层并对纤维SEM形貌进行分析，可以看出纤维表面有一层灰白色的涂层，且涂层比较粗糙一些甚至有一点凹凸不平，但是能够包覆在纤维的表面，涂层的表面有很多颗粒状的物质，根据光电子能谱进行分析得出涂层主要包含了碳与钽两种元素，颗粒物的物质为TaC。要想看到纤维涂层的基本结构可以通过放大镜的形式，而涂层一般由两种物质所组成，一种是白色的颗粒，一种是连接TaC的高温热解炭，如果在纤维表面均匀的平铺涂层，这样涂层的表面就会变得十分光滑，同时TaC颗粒也会比较小一点，最后随着颗粒间的孔隙不断增大，氧分子在进行扩散的时候也比较有利，这是由于循环涂层对表面的一些分析而出现的结果，这对氧分子的扩散很有利，因此实验中的循环涂层就是对表面的分析，如果表面平坦完整那么就看不到明显的孔隙，也就说明钽溶胶渗入了大量的热解炭。
由于纤维表面的温度比较高故而颗粒容易出现扩散，因此TaC颗粒在涂层的表面不断凝聚成更大的颗粒，从而形成交联网状的结构。通过热失重分析并比较了涂层与TaC碳纤维的氧化行为，使涂层纤维与涂层后纤维在空气中的热失重曲线更加明显，如果温度不断的升高，那么氧分子就能够不断的扩散，涂层中的热解碳也能被氧化并出现分解现象，由于涂层本身也有一定的裂纹与微孔，因此这就为氧气的扩散提供了更好的条件，使纤维被氧化。我们要在实验中要比较不同熔化处理温度对纤维性能产生的影响，如果氧化终温过低的话，那么纤维分子的内部就没有氧化交联，碳化过程中也会产生一定的皮芯效应，这样就降低了中间相沥青的力学性能，如果氧化的温度比较高那么中间的相沥青纤维孔隙就会增多，只有在适宜的氧化温度条件下，纤维内部才能够进行充分的氧化交联，从而形成稳定性高的分子化合物，将这种氧化纤维进行碳化处理从而得到性能最好的中间相沥青碳纤维。
2 结语
综上所述，主要对中间相沥青基碳纤维表面处理的工艺进行分析，可以看出，要想提高碳纤维的抗氧化能力，就要不断扩大它的使用范围，这也是国内很多学者都在研究的问题，对碳纤维涂层的研究不仅能在抗氧化温度方面得到提高，同时在一定温度下也不出现明显的失重，氧化终止温度会逐渐的增加，随着碳纤维的使用越来越广泛，碳纤维表面处理方法也会得到进一步的发展，可以说未来的发展前景是一片光明的，相信在众多专业人员的共同努力下，未来我国碳纤维表面处理工艺方面会取得更大的进步，迈上新的历史阶段。
参考文献：
[1]朱世鹏，杨云华，冯志海.中间相沥青基碳纤维密度表征研究[J].高科技纤维与应用，2015，40（4）：4447.
[2]方宇，郭旋.中间相沥青基碳纤维的制备和发展研究[J].广州化工，2015（17）：2829.
[3]姚艳波，余木火，刘安华.利用筛网装置纺制中间相沥青基碳纤维的微结构演变机制研究[J].中国工程科技论坛暨，2015.
[4]高峰阁，迟卫东，徐梁.MPCF及其复合材料热导率测试研究[J].高科技纤维与应用，2015，40（5）：4851.
关键词：中间相沥青基碳纤维；表面处理；工艺分析
1 中间相沥青基碳纤维表面处理的工艺
1.1 实验材料以及相应的设备
要想研究中间相沥青基碳纤维表面处理方面的工艺，就要将各种材料准备好，最主要的就是实验的材料要准备妥当，主要的材料包括：中间相沥青基碳纤维、二甲基乙酰胺、高纯五氯化钽以及无水乙醇。所谓沥青是一种将杂环化合物与稠环芳烃化合物结合的混合物，其结构十分的复杂，通常是黑色且有光泽的固体。中间相是介于液体与晶体之间的中间状态，将这些材料都准备好了之后就要开始准备溶胶与涂层，按照相应的比例将五氯化钽溶解在乙醇中，在分子间力的作用之下，众多分子都是按照液晶状态进行排列的，如果形成核，那么就会吸附并分散在母液中的大分子，这样经过一定陈化就能进行使用。应该在低温干燥的环境利用制备的溶胶对碳纤维进行涂层，应该在低温干燥的环境中利用溶胶来对碳纤维进行涂层，将有机的涂层变为无機的涂层，这样纤维与涂层就能进行充分的融合，从而体现出最好的效果，在增加纤维表面的氧含量的同时，达到提高碳纤维与涂层之间结合力的效果。
1.2 实验结果及讨论
实验完成之后对实验的结果进行一定的分析，将溶胶的形成过程以及结构做出解释，同时与乙醇进行反应，最终生成一种新的物质即醇基钽，这时候再加入适当的二甲基乙酰胺进行中和，让两者融合并出现反应，这样钽溶胶之间的关联度再次加深，黏度变大。涂层纤维经过一定的高温加热之后再进行1000摄氏度的处理，让有机钽涂层转化为其他的物质涂层，而Ta2O5的熔点是1800°C，与TaC相比较还差得很多，在抗氧化的能力上也差了那么一点，晶面高度是比较有序的， TaC的主峰会逐渐增强，并且碳峰会出现一定的减弱现象。利用扫描电镜观察涂层并对纤维SEM形貌进行分析，可以看出纤维表面有一层灰白色的涂层，且涂层比较粗糙一些甚至有一点凹凸不平，但是能够包覆在纤维的表面，涂层的表面有很多颗粒状的物质，根据光电子能谱进行分析得出涂层主要包含了碳与钽两种元素，颗粒物的物质为TaC。要想看到纤维涂层的基本结构可以通过放大镜的形式，而涂层一般由两种物质所组成，一种是白色的颗粒，一种是连接TaC的高温热解炭，如果在纤维表面均匀的平铺涂层，这样涂层的表面就会变得十分光滑，同时TaC颗粒也会比较小一点，最后随着颗粒间的孔隙不断增大，氧分子在进行扩散的时候也比较有利，这是由于循环涂层对表面的一些分析而出现的结果，这对氧分子的扩散很有利，因此实验中的循环涂层就是对表面的分析，如果表面平坦完整那么就看不到明显的孔隙，也就说明钽溶胶渗入了大量的热解炭。
由于纤维表面的温度比较高故而颗粒容易出现扩散，因此TaC颗粒在涂层的表面不断凝聚成更大的颗粒，从而形成交联网状的结构。通过热失重分析并比较了涂层与TaC碳纤维的氧化行为，使涂层纤维与涂层后纤维在空气中的热失重曲线更加明显，如果温度不断的升高，那么氧分子就能够不断的扩散，涂层中的热解碳也能被氧化并出现分解现象，由于涂层本身也有一定的裂纹与微孔，因此这就为氧气的扩散提供了更好的条件，使纤维被氧化。我们要在实验中要比较不同熔化处理温度对纤维性能产生的影响，如果氧化终温过低的话，那么纤维分子的内部就没有氧化交联，碳化过程中也会产生一定的皮芯效应，这样就降低了中间相沥青的力学性能，如果氧化的温度比较高那么中间的相沥青纤维孔隙就会增多，只有在适宜的氧化温度条件下，纤维内部才能够进行充分的氧化交联，从而形成稳定性高的分子化合物，将这种氧化纤维进行碳化处理从而得到性能最好的中间相沥青碳纤维。
2 结语
综上所述，主要对中间相沥青基碳纤维表面处理的工艺进行分析，可以看出，要想提高碳纤维的抗氧化能力，就要不断扩大它的使用范围，这也是国内很多学者都在研究的问题，对碳纤维涂层的研究不仅能在抗氧化温度方面得到提高，同时在一定温度下也不出现明显的失重，氧化终止温度会逐渐的增加，随着碳纤维的使用越来越广泛，碳纤维表面处理方法也会得到进一步的发展，可以说未来的发展前景是一片光明的，相信在众多专业人员的共同努力下，未来我国碳纤维表面处理工艺方面会取得更大的进步，迈上新的历史阶段。
参考文献：
[1]朱世鹏，杨云华，冯志海.中间相沥青基碳纤维密度表征研究[J].高科技纤维与应用，2015，40（4）：4447.
[2]方宇，郭旋.中间相沥青基碳纤维的制备和发展研究[J].广州化工，2015（17）：2829.
[3]姚艳波，余木火，刘安华.利用筛网装置纺制中间相沥青基碳纤维的微结构演变机制研究[J].中国工程科技论坛暨，2015.
[4]高峰阁，迟卫东，徐梁.MPCF及其复合材料热导率测试研究[J].高科技纤维与应用，2015，40（5）：4851.