[发明专利]一种石墨烯薄膜修补碳纤维表面孔洞及裂纹的工艺

摘要

一种石墨烯薄膜修补碳纤维表面孔洞及裂纹的工艺，先利用硝酸水溶液对碳纤维进行清洗，浸入双氧水溶液中，在超声仪器中进行氧化处理，用去离子水冲洗碳纤维表面，放入烘箱中进行烘烤；然后将烘烤好的碳纤维送至卧式化学气相沉积炉内，对化学气相沉积炉进行抽真空处理，通入氩气，然后开启加热装置进行升温；再通入氩气进行退火，不间断的扯拉碳纤维；然后将氩气切换成甲烷和氢气进行生长，不间断的扯拉碳纤维；最后关掉氢气，降温；然后关掉甲烷，将温度降至室温或保持在30～37℃恒温状态下；本发明采用石墨烯修复碳纤维表面结构缺陷，进而提高碳纤维的强度，效果和效率均适应于工业化实施。

主权项

1.一种石墨烯薄膜修补碳纤维表面孔洞及裂纹的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)碳纤维表面处理：利用硝酸水溶液对碳纤维进行清洗，将清洗过的碳纤维浸入利用去离子水配置的双氧水溶液中，在超声仪器中进行氧化处理；处理完成后用去离子水冲洗碳纤维表面，最后将冲洗好碳纤维放入烘箱中进行烘烤；2)升温阶段：将烘烤好的碳纤维通过传送带送至卧式化学气相沉积炉内，对化学气相沉积炉进行抽真空处理，当真空达到5×10^‑1MPa时，通入氩气并开启维持泵使卧式化学气相沉积炉内的真空程度维持在5.6×10^‑1MPa，然后开启加热装置以34℃/min的速度升高至1000～1020℃，然后再以3.4℃/min升至1060℃～1070℃；3)退火阶段：将温度保持在1060℃～1070℃,通入氩气30min进行退火；在退火过程中，以频率为10次/min，20N的力不间断的扯拉碳纤维；4)生长阶段：将氩气切换成甲烷和氢气，生长60min；在生长过程中，以频率为10次/min，20N的力不间断的扯拉碳纤维；5)最后先关掉氢气，将温度以106℃/min的速度降到100～105℃；然后关掉甲烷，将温度降至室温或保持在30～37℃恒温状态下。