《Carbon》期刊2022年7、8月份碳纤维相关文献汇总

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三维交联碳纤维吸收电磁波的多重协同损失效应

原文题目：Multiple synergistic losses in the absorption of electromagnetic waves by three-dimensional cross-linked carbon fiber

文章主要内容

通过静电纺丝和热处理制备具有三维（3D）交联结构的碳纤维。以碳纤维的HRTEM图像为基础，结合拉曼光谱中D峰和D'峰的强度比，以及碳纤维中不同石墨缺陷类型对碳纤维缺陷类型的贡献，确定了碳纤维中石墨缺陷的类型，分析了电磁波吸收性能。在sp3型、空位型和边界型三种石墨缺陷中，以边界型石墨缺陷为主的碳纤维表现出优异的电磁波吸收性能。热处理温度对电磁特性及电导率有显着影响。当热处理温度为 650 °C 时，最宽的有效吸收带宽 (EAB) 在 2.07 mm 处为 5.44 GHz。在碳化温度为850°时，碳纤维中石墨纳米晶和大石墨面积共存，石墨缺陷以边界型为主。无定形碳和石墨纳米晶体在电磁波作用下的界面极化产生介电损耗；大石墨区域会产生传导损耗和涡流损耗. 介电损耗、传导损耗和涡流损耗分别在 5.08 GHz、-40.55 dB、-43.35 dB 和 -44.44 dB 分别在 5.08 GHz、7.46 GHz 和 14.94 GHz 处协同实现了对电磁波多光谱的强吸收. 在不添加磁性材料的情况下，本研究中的碳纤维实现了介电损耗型电磁波吸收材料具有磁损耗的能力。

图形概要

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.035

工业模拟连续稳定过程中聚丙烯腈纤维的微观结构演变

原文题目：Microstructural evolution of polyacrylonitrile fibers during industry-mimicking continuous stabilization

文章主要内容

在 180-270 °C 的温度范围内进行了聚丙烯腈(PAN) 纤维的工业模拟连续稳定化，以研究纤维的微观结构演变，并在各个中间阶段进行综合分析。稳定过程中的化学反应会引起沿纤维轴的伸长应力。在低温条件下（低于 240 ℃），环化反应主要发生在 PAN 结构的非晶相中，其热稳定性较低。包括脱氢和氧化在内的进一步稳定化即使在结晶相中也很活跃超过 240 °C。小角 X 射线散射 (SAXS) 观察证实，稳定的 PAN 纤维具有两种微孔：在微纤维之间形成直径和长度分别为 ∼6 和 ∼17 nm 的主要大微孔。通过溶剂-非溶剂交换纺丝前体，直径和长度分别为~1和~2nm的小微孔，可能位于分子的末端，是由纤维内部的气体释放产生的稳定。我们相信，通过微孔的物理和化学结构演变对稳定性的综合研究为高性能碳纤维的工业制造提供了重要信息。

图形概要

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.009

多环芳烃/聚酰亚胺复合碳纤维制备石墨锥的新方法

原文题目：A new preparation method of graphite cones from polycyclic aromatic hydrocarbons/polyimide composite carbon fibers

文章主要内容

石墨锥晶须是一种具有大长径比的非平面石墨晶体材料，具有极高的机械性能和导电性能。尽管它们已被发现和研究多年，但它们的形成机制仍不清楚。由于制备方法涉及高温高压电弧放电等极其苛刻的条件，因此尚未大规模制备和应用。本文介绍了一种简单而新颖的制备石墨锥的方法。多环芳烃/聚酰亚胺（PAH/PI）复合碳纤维表面原位生长大量螺旋石墨锥（SGCs），石墨化过程中无催化剂. SGCs由sp 2杂化碳原子组成的二维石墨烯构成， SGC的碳层与石墨锥轴的夹角约为67.5°。还推测并提出了由特殊有机纤维形成SGCs的机理。这种新的制备方法为大规模材料生产和石墨锥未来的广泛应用提供了巨大的可能性。

图形概要

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.069

具有孔隙度的碳烧蚀器，专为重返大气层期间的航空航天热保护而设计

原文题目：Carbon ablators with porosity tailored for aerospace thermal protection during atmospheric re-entry

文章主要内容

多孔碳烧蚀器在重新进入行星大气期间为航空航天器提供具有成本效益的热保护。然而，对更遥远行星的探索需要开发能够承受更强热辐射条件的烧蚀器。在这里，我们报告了仿生多孔碳绝缘体的开发，其孔径经过精心调整，通过增加高温热辐射的散射来增强隔热性能。促进散射的孔径间隔首先使用已建立的模型来估计辐射对多孔绝缘体热导率在此理论分析的基础上，我们确定了一个聚合物添加剂，通过酚醛树脂和乙二醇混合物的聚合诱导相分离，能够形成所需尺寸范围内的孔。光学和电子显微镜、孔隙率测定法和机械测试用于表征用不同树脂配方制备的多孔绝缘体的结构和性能。孔径在最佳散射范围内的绝缘体可将激光引起的多孔结构高达 42%，从而为制造碳烧蚀器以增强高温下的热保护提供了一条有希望且简单的途径。

图形概要

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.062

源自商品聚合物的碳纤维：综述

原文题目：Carbon fibers derived from commodity polymers: A review

文章主要内容

碳纤维复合材料对于广泛的应用来说非常昂贵，这些应用将极大地受益于其卓越的比强度和比刚度。用低成本替代品取代市场主导的碳纤维前体材料聚丙烯腈将显着降低碳纤维的生产成本。商品聚合物可以提供这样的替代品，因为它们丰富且易于生产成纤维。这篇综述介绍了从聚丙烯腈生产碳纤维的最新技术，对可熔纺替代前体的广泛概述，并深入回顾了从低成本、商品热塑性塑料合成碳纤维的最新进展如聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酯和聚（氯乙烯）。

图形概要

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.05.005

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