聚丙烯腈碳纤维、聚丙烯腈前驱体及其制备方法

摘要

本发明涉及聚丙烯腈（PAN）碳纤维及其前驱体纤维的制备方法。所述PAN碳纤维表面具有沟槽结构，在凸起顶部与相邻凹陷之间的X区域碳纤维中，Si/C原子比经过优化设计。该创新性表面形貌设计显著改善了碳纤维与树脂基体的界面粘结性能，增强了复合材料的层间剪切强度和弯曲强度。前驱体纤维经过预氧化、碳化等工艺阶段制备而成，其中预氧化温度、升温速率、碳化温度等工艺参数经过精确控制，以获得目标性能指标。该碳纤维具有优异的力学性能和热稳定性，适用于航空航天、风电叶片、汽车轻量化等高端应用领域。相比传统光滑表面碳纤维，沟槽结构碳纤维显著提高了复合材料的综合性能，为高性能碳纤维增强复合材料（CFRP）的开发提供了新的技术方向。

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