第27卷第6期粉末冶金材料科学与工程2022年12月Vol.27No.6MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyDec.2022DOI:10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2022053放电等离子烧结下碳化硼对聚丙烯腈基碳纤维石墨化的影响刘红浩，曾凡浩，张福勤(中南大学粉末冶金研究院，长沙410083)摘要：采用放电等离子烧结(sparkplasmasintering,SPS)工艺制备碳纤维增强碳化硼(Cf/B4C)复合材料，通过X射线衍射和激光拉曼光谱对聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)基碳纤维石墨化度进行表征，重点研究烧结温度、烧结压力和保温时间对碳纤维石墨化的影响。结果表明，温度、压力和保温时间均对碳纤维石墨化有影响，其中烧结温度的影响最明显。烧结温度为2000℃时，碳纤维的(002)晶面间距d(002)和拉曼光谱中D峰强度ID与G峰强度IG的比值分别为0.336nm和0.377，石墨化度达到92.21%。根据XRD所测的石墨化度和拉曼光谱中R−1的对应关系，拟合得到拉曼光谱表征碳纤维石墨化度的公式。SPS下PAN基碳纤维的低温石墨化是由于SPS综合了温度、压力和电流的影响，以溶解−再析出为主要催化机理，其中界面活化程度或许是产生碳纤维石墨化度差异的根本原因。关键词：放电等离子烧结；碳化硼；碳纤维；石墨化度中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1673-0224(2022)06-601-09EffectofboroncarbideongraphitizationofpolyacrylonitrilebasedcarbonfibersduringsparkplasmasinteringLIUHonghao,ZENGFanhao,ZHANGFuqin(PowderMetallurgyResearchInstitute,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Inthispaper,theCf/B4Ccompositeswerefabricatedbysparkplasmasintering(SPS).Thegraphitizationdegreeofpolyacrylonitrile(PAN)carbonfiberswascharacterizedbyX-raydiffractionandLaserRamanspectroscopy.Theeffectsofsinteringtemperature,sinteringpressureandholdingtimeonthegraphitizationofcarbonfiberswerefocusedon.Theresultsshowthattemperature,pressureandholdingtimehavecertaineffectsonthegraphitizationofcarbonfibers,andtheeffectoftemperatureisthemostobvious.Whenthesinteringtemperaturereaches2000℃,thecrystalplanespacingd(002)ofcarbonfiberbyXRDandRamanpeakintensityratio(ID/IG)is0.336nmand0.377respectively,andthegraphitizationdegreeofcarbonfibersreaches92.21%.Accordingtothecorrespondingrelationshipbetweenthegraphitizationdegreem...
