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第２４卷 第４期 无 机 材 料 学 报 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４
２００９年７月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｊｕｌ．，２００９
文章编号：１０００３２４Ｘ（２００９）０４０８５３０６ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０７７．２００９．００８５３
电化学改性ＰＡＮ基碳纤维表面及其机理探析
１ ２ ２
郭云霞 ，刘 杰 ，梁节英
（１．中北大学材料科学与工程学院，太原０３００５１；２．北京化工大学 国家碳纤维工程与技术研究中心，北
京 １０００２９）
摘 要：表面处理是高性能碳纤维制备的重要环节之一．采用原子力显微镜（ＡＦＭ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线光
电子能谱（ＸＰＳ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等表征方法，研究了改性聚丙烯腈（ＰＡＮ）基碳纤维的表面状态，探讨了电化学
氧化法对碳纤维表面的改性机理．研究结果表明，在电化学的化学刻蚀作用下，碳纤维表面薄弱外层被去除，表面原
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有沟槽加宽加深，表面粗糙度增大了 １倍多；在电化学的化学氧化作用下，碳纤维表面的活性官能团增多，
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（Ｏ１ｓ＋Ｎ１ｓ）／Ｃ１ｓ提高了９．７％．并提出了电化学氧化同时改善了碳纤维的表面物理状态和表面化学状态的 “物化双
效”机理． n
关 键 词：碳纤维；电化学氧化；表面改性；机理 a
中图分类号：ＴＱ３４２ 文献标识码：Ａ g
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ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅＳｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｅｄＰＡＮｂａｓｅｄ
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ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒｂｙＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＯｘｉｄａｔｉｏｎ
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ＧＵＯＹｕｎＸｉａ，ＬＩＵＪｉｅ，ＬＩＡＮＧＪｉｅＹｉｎｇ
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（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈ
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ＣｅｎｔｅｒｏｆＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍ
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ａｎｃｅｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ．Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｓｕｒ
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