直径对电PAN基碳纳米纤维的结构演变和拉伸性能的影响
Wei Zhang1, Qian Sun1, Zhigang Shen2
1Key Laboratory of Carbon Fiber and Functional Polymers, Ministry of Education, Beijing University of Chemical Technology, Chao-Yang District, Beijing 100029, China.
ACS omega
|June 5, 2023
概括
碳纳米纤维 (CNFMs) 的机械性能取决于纤维直径. 较小的直径导致更高的石墨化和交叉连接,最优的抗拉强度在500nm左右.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 碳纳米纤维地毯 (CNFMs) 具有脆弱的机械性能.
- 纤维直径是影响CNFM性能的一个关键因素.
研究的目的:
- 为了研究纤维直径和CNFMs的机械性能之间的关系.
- 为了优化电参数,提高CNFM的抗拉强度.
主要方法:
- 通过电制备具有不同纤维直径的CNFMs.
- 后处理包括在空气中稳定和在中碳化.
- 使用电子显微镜和机械测试进行结构性表征.
主要成果:
- 在稳定过程中,直径较小的PAN纳米纤维形成了更大的交叉连接结构.
- 纤维直径的减少与CNFMs中较高的石墨化程度相关.
- 对于纤维直径约为500 nm的CNFMs,达到125.2 MPa的最高拉伸强度.
结论:
- CNFM的机械性能受到纤维直径,结构规律性和缺陷的影响.
- 优化纤维直径和处理参数对于实现高性能CNFMs至关重要.
- 该研究提供了关于为高级应用量身定制CNFM属性的见解.
