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文献综述
文献综述一、课题背景及研究意义碳纤维是由碳元素组成的一种含碳量在百分之九十以上的无机纤维，具有强度高、模量高、耐高温、耐疲劳、耐摩擦、密度低、减震、抗辐射、热膨胀系数低等一系列优异性能，其中含碳量高于99%的碳纤维称为石墨纤维[1]。
外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。
碳纤维及其复合材料的综合性能极为出色，有黑色黄金的美称[2]。
它的体密度仅为1.7~2.1g/cm3，拉伸强度一般在3.0~7.0GPa，拉伸模量200~680GPa，兼具材料的高性能和低比重，因而比强度、比模量极高，是当今轻质高强材料领域最优的品种。
近年来，国际上几个主要的碳纤生产厂家都在扩大产能，碳纤维平民化的趋势越来越明显，这也是市场需求旺盛最好的例证，可以预见在未来几年内，全球碳纤维产业将以10%~15%的速度高速增长[3]。
碳纤维有长纤和短纤两种，目前广泛使用的长碳纤通常是由丙烯腈（PAN）纤维经过无氧高温碳化获得，故常见有丙烯腈基碳纤维。
聚丙烯腈基碳纤维的制备技术比较复杂，涉及物理、化学、纺织、材料和工程学等多个领域，属于材料学科中技术难点较多的研究课题[4]。
腈纶纺丝工艺流程一般包括丙烯腈共聚物高分子溶液制备、聚丙烯腈原丝制备、纤维预氧化、预氧纤维碳化和表面处理五个阶段。
因为碳的结构遗传性[5]，生产过程中每一步制备缺陷都会遗传到下一步直至碳纤维成品，故而聚丙烯腈原丝的质量至关重要。
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