為碳纖維中雜質(zhì)元素測定提供科技支撐

科學(xué)導(dǎo)報訊 記者耿倩 9月1日，記者從山西煤化所獲悉，該所牽頭主編的《聚丙烯腈基碳纖維中鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、硅含量的測定-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》和《黏膠基碳纖維中鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋅含量的測定-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》中國材料與試驗團體標準已由中國材料與試驗標準化委員會批準發(fā)布并將于2023年10月21日實施。該系列標準規(guī)定了利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定聚丙烯腈基及黏膠基碳纖維樣品中雜質(zhì)元素含量的試劑、儀器設(shè)備、試驗步驟、精密度及試驗報告等。

在碳纖維產(chǎn)品的制備過程中，不可避免會引入影響其性能結(jié)構(gòu)的微量鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等雜質(zhì)元素。這些不同量級的雜質(zhì)元素會以金屬插入物、多原子摻入物、氧化物、碳化物等形式，彌散在纖維組織結(jié)構(gòu)間，從而對碳層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等產(chǎn)生不良影響；甚至在不同的使用環(huán)境中，可能會起到催化作用或發(fā)生界面間遷移，使得碳纖維骨架崩塌、結(jié)構(gòu)不完整，而導(dǎo)致其相關(guān)材料的抗氧化、力學(xué)、濕熱老化乃至燒蝕等性能變化，影響其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，建立相應(yīng)的碳纖維中雜質(zhì)元素含量測定的標準檢測方法，對實現(xiàn)其性能、生產(chǎn)工藝過程的嚴格質(zhì)量把控和后續(xù)的應(yīng)用至關(guān)重要。

山西煤化所通過多年研究，形成了相對完整的簡便、快速、靈敏度高、準確性好的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定聚丙烯腈基及黏膠基碳纖維樣品中雜質(zhì)元素含量的樣品前處理方法和測定標準方法，統(tǒng)一、細化了測試規(guī)范，對準確測定并嚴格控制其中雜質(zhì)元素的含量指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)和實際應(yīng)用具有重要意義。