化学气相沉积中的气相生长碳纤维.pdfVIP

第 43卷 第 11期 材 料 工 程 Vo1．43 NO．11 2015年 11月 第 9—12页 JournalofMaterialsEngineering NOV．2O15 PP．9— 12 化学气相沉积中的气相生长碳纤维 VaporGrownCarbonFibersProducedin ChemicalVaporDeposition 张保法 (北京优材百慕航空器材有限公司，北京 100095) ZHANG Bao—fa (YoucaitecMaterialCo．，Ltd．，Beijing100095，China) 摘要 ：用扫描 电子显微镜观察 了化学气相沉积过程 中柔性石墨纸表面产生 的热解炭的形态 。研究发现 ：热解炭不仅呈 胞状平铺在柔性石墨纸表面，而且还形成了气相生长碳纤维。这类特殊形态的碳纤维在直径较小时具有明显的生长尖 端。随着气相生长碳纤维的生长，直径变大，由一层一层的热解炭组成同心圆结构，当气相生长碳纤维直径超过 50ffm 时尖形头部变成半球形 。 关键词 ：柔性石墨纸 ；化学气相沉积 ；气相生长碳纤维 doi：10．11868／i．issn．1001—4381．2015．11．002 中图分类号 ：TB332 文献标识码 ：A 文章编号 ：100卜4381(2O15)11—0009—04 Abstract：Thepyrolyticcarbonproducedonflexiblegraphitefoilinchemicalvapordepositionwasob- servedbyscanningelectronmicroscope．Theresearchshowsthatpyrolyticcarbonisnotonlydistribu— tedonthesurfaceofflexiblegraphitefoilswiththeshapeofcells，butalsovaporgrowncarbonfibers arefound．Theinitia1carbonfibershaveawl—shapedheads．W iththegrowthofcarbonfibers，thedi— ameterofthefiberincreaseslayeruponlayerwithaconcentriccirclestructure．Thevaporgrowncar— bonfiberhasahemisphericalheadwhenthediameterexceeds50p．m． Keywords：flexiblegraphitefoil；chemicalvapordeposition；vaporgrowncarbonfiber 气相生长碳纤维不同于PAN基碳纤维及沥青基碳 预制体，碳纤维预制体采用针刺碳纤维毡，密度为 纤维，它是由甲烷、苯、乙炔 、CO等气体在 Fe，Ni等催化 0．5g／cm。。化学气相沉积后 c／c复合材料的石墨化处 剂存在的情况下于 1100oC左右形成 的碳纤维。气相生 理工艺为2500℃，保温2h。柔性石墨纸与碳纤维预制 长碳纤维的弹性模量可达 680MPa[1]，导热系数很高，仅 体一起放人等温沉积室内，柔性石墨纸在化学气相沉 次于金刚石，电阻率也很低。气相生长碳纤维形态很 积过程 中隔离碳纤维预制体。柔性石墨纸厚度为 多，既有外观光滑 的圆柱形 ，也有严重弯 曲成蠕虫状 0．4ram，密度为 lg／cm。，含碳量为 99 (质量分数)， 的碳纤维，有时呈螺旋状r2]，有时又呈独特的节瘤状[。3。 硫含量为 1300×10一。化学气相沉积温度为 900℃， 许多文献研究了气相生长碳纤维的形态[4]。通常