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高性能沥青炭纤维是由中间相沥青通过一系列工艺处理,而得到具有导热性能高、耐高温及良好的导电性等优异性能的炭纤维,在宇航、电子工业等领域的应用日益广泛。近年来高导热炭纤维的开发已成为炭纤维研究领域的一个重要研究方向。有关高导热炭纤维截面结构与导热性能关系的精确研究鲜有报道。开展炭纤维导热性能与结构关系的精确研究,对高导热炭纤维的开发具有指导意义。本文以电路板式四点法作为间接测定炭纤维热导率的主要方法。对电路板式四点法的原理作了详细介绍,并对测试影响因素进行了系统分析讨论。以T300、M40、PE三种工业纤维作为标准样对电路板式四点法的测试精确性和重复性进行了验证。研究了PE纤维的直径与其热导率的关系;采用扫描电镜和拉曼光谱分析仪对HUNKF系列石墨纤维的结构、石墨化度进行研究,并对其导热性能进行了测定。重点分析纤维的直径、截面结构与热导率的关系和高导热沥青基炭纤维的结构、石墨化度、热导率三者的关系。以KF519D为样品,分析了纤维拉曼测试位置对测定R值的影响。电路板式四点法用于炭纤维热导率测定原理是:碳材料的热导率与其电阻率有极强的相关性。利用路板式四点法测定热导率简便易操作,能有效提高测试效率。通过对T300、M40、PE三种工业纤维电阻率测定,证明电路板式四点法具有很好的测试重复性和精确性,可用于炭纤维热导率的间接测定。电路板式四点法测试精度的影响因素有:导电胶的固化时间、导电胶的成分与质量、炭纤维单丝结构离散性。导电胶的固化时间对测试结果有较大影响,在室温下固化时间为1h,提高固化温度能促进导电胶固化。导电胶的成分与质量对测试精度有一定影响,采用体电阻率小的导电胶能有效提高测试精度。炭纤维单丝的直径和截面结构的离散性对测试结果的离散性具有一定的影响。炭纤维的直径、截面结构和石墨化度影响其导热性能。炭纤维直径对纤维热导率的影响与直径的变化范围有关:在小范围内变化,随之直径增大热导率呈略有下降趋势;在较大范围内变化,则呈相反规律;炭纤维的截面结构越清晰、致密,热导率则越高,反之亦然。对纤维中不同位置进行拉曼光谱分析,测定的R不同,一般垂直于纤维中石墨片层方向测定的R最低。石墨片层的清晰度与纤维整体石墨化度有关,整体石墨化度越高,石墨片层越清晰,石墨片层的致密性与纤维的石墨化度无相关性。