[发明专利]提高碳纤维抗拉强度的方法

权利要求书

1.一种提高碳纤维抗拉强度的方法，它采用改进电雾化沉积法将石墨烯植入于碳纤维的表面结构缺陷进而增加其强度，其特征在于该方法包括以下过程：

1)碳纤维电晕放电处理：将预氧化、炭化后的碳纤维束1通过传送带6传送至高压电晕放电区进行电晕放电处理，电晕放电装置包括高压电源2、尖端放电装置3和接地电极板4组成，其中高压电源2为负电发生器，其负极通过导线21与尖端放电装置3相连，正极通过导线22接地；通过控制传送带6的行进速度5～30m/h，高压电源2的电晕放电电压-5～-30kV，放电距离为1～5cm；

2)石墨烯悬浮液配置：将石墨烯与有机溶剂配制成均一稳定悬浮液，有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙醇中的一种，悬浮液中石墨烯的含量为10～60g/L；

3)静电沉积石墨烯：经电晕放电处理的碳纤维束1经传送带6以相同速度进入静电沉积区，静电沉积装置由高压电源7、多针喷射器9和接地电极板4’组成，高压电源7为正电发生器，其正极通过导线71与多针喷射器9相连，负极通过导线72接地；石墨烯悬浮液经导管8输送至位于碳纤维1正上方的多针喷射器9空腔内，高压电源7施加电压20～50kV并与接地电极板4’形成电沉积区，碳纤维丝束1平展于传送带6构成接受体，多针喷射器9空腔内的石墨烯悬浮液在高压静电雾化作用下沉积于碳纤维表面中表面结构缺陷中，得到石墨烯修复碳纤维；沉积距离控制为5～30cm，以碳纤维与石墨烯的重量比计，碳纤维表面结构缺陷中石墨烯的沉积量控制为1000∶(0.1～4)；

4)石墨烯修复碳纤维热处理：经石墨烯雾化沉积后碳纤维速以相同速度输送至热处理装置11中，在惰性气体氩气气氛下进行热处理，热处理温度300～1600℃。

2.根据权利要求1所述的提高碳纤维抗拉强度的方法，其特征在于过程1)所述的电晕放电电压-20～-25kV，所述的放电距离为2～3cm，所述的传送带6的行进速度优选10～20m/h。

3.根据权利要求1所述的提高碳纤维强度的方法，上述过程2)所述的石墨烯可以为单层石墨烯和/或多层石墨烯，直径为0.1～5μm，厚度为0.34～3.4nm。