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聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是全球关注的高性能纤维。由于具备高强度高模量、低密度等优点,碳纤维广泛应用于各个领域。高品质的碳纤维必须具备高的抗拉强度和抗拉模量,含碳量高,纤维内部孔隙少,结构缺陷尽可能的少等特点。为了制备高性能的碳纤维,除了改善预氧化、碳化和石墨化技术外,金属离子对碳纤维结构与性能的也有重要的影响为了研究Fe对预氧化、碳化的影响。选用质量分数为5%的FeCl3溶液对聚丙烯腈原丝浸渍,并进行间歇式预氧化、碳化处理。借助电感耦合原子发射光谱(ICP-AES),红外分析(FTIR),差示扫描量热仪(DSC),热重分析(TG)等表征手段和纤维体密度,力学性能测试,研究了Fe离子对原丝结构、预氧化碳化过程中纤维结构与性能的影响。结果表明：原丝经过FeCl3溶液浸渍,Fe离子能进入到原丝的内部,但只是物理吸附,在浸渍过程中不改变原丝结构,原丝对Fe离子的吸附经过班厄姆方程拟合后基本符合吸附规律。经过预氧化Fe离子含量基本没有变化,而与未处理的预氧化纤维样品相比,随着Fe离子含量的增高,会导致预氧化纤维的环化延后,体密度降低。由DSC图谱计算的放热峰值降低以及FTIR图谱中RCIIR降低说明预氧化过程的环化度降低。通过TG图谱模拟预氧化纤维的低温碳化过程,由Fe离子处理的预氧化纤维失重增加,说明Fe的存在会使碳收率降低。随着Fe离子含量的增高,碳纤维的拉伸强度逐步下降,而弹性模量并无大的变化。为了研究高温浸铁对碳纤维结构与性能的影响。选用不同质量分数的FeCl3溶液浸渍碳纤维,并在多种温度段进行石墨化处理。通过扫描电镜、X射线衍射、体密度、力学性能等测试手段考察了碳纤维的结构和性能。结果表明,经过高温处理后,Fe离子具有催化石墨化效应,促进了碳纤维从乱层结构向石墨结构的转变；碳纤维微晶尺寸、层间距、弹性模量增加,表面形态也得到改变。同时,Fe引起碳元素的流失,高温处理后体密度降低、碳纤维的缺陷增加,导致抗拉强度降低。