国产T800S级碳纤维表面结构和耐磨性研究

惠雪梅，侯 晓，崔 红，张承双，赵晓冉

(1.西安航天复合材料研究所，西安 710025；2.中国航天科技集团有限公司，北京 100048；3.西北工业大学 化学与化工学院，西安 710129)

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碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、导电导热性好、热膨胀系数小、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等一系列优异性能[1-2]，已广泛用于航空航天、国防等军事领域以及高级体育用品、医疗器械等民用领域[3-6]。

国外自20世纪60年代突破聚丙烯腈基碳纤维连续制备技术后，经过多年的持续研发和应用实践，日本Toray公司开发了以T300、T800和T1100G为代表的三代高强型碳纤维的跨越式发展，美国Hexcel公司通过技术创新开发了以AS4、IM7、IM10为代表的三代高强型碳纤维，逐步实现了聚丙烯腈基碳纤维“标准化、系列化、通用化、实用化”，推动了碳纤维在国防和工业领域的应用[7-8]。经过几十年的技术攻关，国内先后攻克了国产T300级、国产T700级和国产T800级碳纤维的产业化和应用问题[9-10]。目前，国产T800S级碳纤维的制备技术，基本实现了百吨级国产T800S级碳纤维的稳定生产和批量生产能力，主体力学性能达到甚至超过了进口T800S级碳纤维水平。与进口碳纤维相比，国产碳纤维断丝、起毛现象较为突出，直接影响国产碳纤维复合材料性能提升与广泛应用[11-13]。因此，国内许多碳纤维生产及应用单位都将碳纤维的起毛量[14-15]作为一项技术指标，科学、定量地测试碳纤维丝束的断丝起毛程度，评价碳纤维的耐磨性和损伤状态，对碳纤维的研制、生产和使用都有重要意义。

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