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聚丙烯腈/石墨烯碳纤维的低温碳化：结合 ReaxFF 分子动力学和实验研究
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2021-04-01 , DOI: 10.1016/j.carbon.2020.12.038 Siavash Rajabpour , Qian Mao , Zan Gao , Mahdi Khajeh Talkhoncheh , Jiadeng Zhu , Yosyp Schwab , Malgorzata Kowalik , Xiaodong Li , Adri C.T. van Duin
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2021-04-01 , DOI: 10.1016/j.carbon.2020.12.038 Siavash Rajabpour , Qian Mao , Zan Gao , Mahdi Khajeh Talkhoncheh , Jiadeng Zhu , Yosyp Schwab , Malgorzata Kowalik , Xiaodong Li , Adri C.T. van Duin
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摘要 在聚合物基体中加入石墨烯是显着提高低级碳纤维 (CFs) 机械性能的一条有前途的途径。使用 ReaxFF 分子动力学模拟，研究了导致这种增强的原子机制。我们证明石墨烯边缘以及氮和氧官能团起催化作用并充当种子以加速全碳环的排列，这是石墨结构生长的起始点。为了检查这种提议的机制在增强 PAN/石墨烯 CF 的石墨结构方面的作用，我们讨论了实验结果，其中与在 1250 oC 碳化的 PAN 基 CF 相比，在 1250 oC 碳化的 PAN/石墨烯 CF 表现出 91%（从 632 到 1207 MPa）的强度增加和 101%（从 88 到 177 GPa）的杨氏模量增强1500 摄氏度。通过在降低的碳化温度下夹杂石墨烯实现的低级碳纤维的这些增强的机械性能提供了一种实现节能和降低成本的手段。
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更新日期：2021-04-01
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