俄羅斯烏拉爾化學(xué)科學(xué)研究院等科研院所對(duì)不同產(chǎn)地的粘膠基碳纖維、粘膠基碳纖維織物，共計(jì)六種，進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)上的分析研究。三種碳纖維的生產(chǎn)廠商分別為俄羅斯薩拉多夫州巴拉科夫材料廠股份公司、白俄羅斯光明山《化纖》生產(chǎn)聯(lián)合體、白俄羅斯莫吉廖夫人造纖維廠。三種碳纖維織物的生產(chǎn)廠商均為白俄羅斯光明山《化纖》生產(chǎn)聯(lián)合體。研究采用熱解質(zhì)量分析法、水銀孔率測(cè)定法、電子顯微鏡法，樣品長(zhǎng)度2-3mm。
將樣品加熱，三種碳纖維在25℃-120℃時(shí)，分別出現(xiàn)7.3%-9.1%的質(zhì)量損失，其原因是水氣排出，或其他揮發(fā)物質(zhì)排出。而三種碳織物在上述溫度下未見(jiàn)質(zhì)量損失。全部樣品進(jìn)一步加熱達(dá)600℃，質(zhì)量損失不大。在更高溫度下的質(zhì)量變化發(fā)生在氧化過(guò)程中，受氧氣的影響。熱解質(zhì)量分析證明，碳纖維有孔，其中吸附的水氣和揮發(fā)物質(zhì)在加熱時(shí)可分解，孔的尺寸從0.3-10微米，組成所有孔容積的基本部分。還發(fā)現(xiàn)，碳纖維存在為數(shù)不多的納米孔，直接分布于纖維體中。雖然碳纖維和碳纖維織物的樣品都有孔，但結(jié)構(gòu)有所不同。電子顯微鏡照片可見(jiàn)，碳纖維織物由單纖維組成，這種單纖維表面光滑，可見(jiàn)的孔僅在纖維表面端部，因此熱解質(zhì)量分析時(shí)，直至500℃，纖維質(zhì)量都未見(jiàn)損失。
碳纖維孔中的可揮發(fā)物質(zhì)，在后序的熱加工過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)某些無(wú)法預(yù)料的“復(fù)雜性”，吸附—解吸過(guò)程發(fā)生在碳纖維復(fù)合材料或碳纖維預(yù)浸漬體的高溫加工時(shí)，使加工成品品質(zhì)變差，在加熱加壓后，被吸附的物質(zhì)從材料中分離出來(lái)，積累在纖維表面區(qū)域，形成有機(jī)顆粒，這樣增大了應(yīng)力集中的概率，會(huì)在碳纖維復(fù)合材料中形成缺陷或疵點(diǎn)。
對(duì)于這種碳纖維復(fù)合材料，不適合使用材料硬度檢驗(yàn)。采用可溶性有機(jī)溶劑，萃取劑是丙酮、乙醇、揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮竭M(jìn)纖維孔中，干燥時(shí)不會(huì)被排除。精確了解碳纖維結(jié)構(gòu)和吸附性質(zhì)的數(shù)據(jù)，有助于碳纖維復(fù)合材料的質(zhì)檢分析，正確執(zhí)行零件制造工藝中的校正規(guī)程，以求使宇航工業(yè)精密零件的缺陷與不足，降至最低水平。