中间相沥青基碳纤维

高模量拉伸失效机制

阐明沥青基碳纤维在拉伸下的微结构演化机制，可为调控石墨化度以增强力学性能提供依据。

Xinjie, Wang · 泮世东 · 王新筑 · 周振功 · Chengwei, Zhao · Dan, Li · 巨安奇 · 梁维中

Materials and Design 2024

技术优势

模量预测更准

分子动力学模拟引入缺陷石墨烯纳米带模型，预测杨氏模量比理论模型更准确。

变形协调增强

当晶粒尺寸较大且缺陷浓度较低时，相邻纳米带在拉伸中发生几何变形协调，可解释纤维强度随石墨化度增加的趋势。

揭示失效模式

不同纳米带间相互作用强度导致两种截然不同的失效模式。

应用场景

• 碳纤维增强复合材料：基于拉伸失效机制调控纤维微结构，提升复合材料承载性能。
• 航天结构材料：高模量碳纤维可满足航天结构对刚度和轻量化的严苛要求。
• 轻量化结构件：以高强度碳纤维减重，同时通过石墨化调控保持强度提升趋势。
• 高性能纤维：理解失效机制可指导制备更高拉伸性能的沥青基碳纤维。