在國產高強高模碳纖維系列化制備技術基礎上,特種纖維事業部針對國產M55J級高強高模碳纖維微觀結構-宏觀性能關聯性等領域基礎科學問題開展了深入研究,通過纖維截面形貌研究發現,國產M55J高模碳纖維截面呈規則圓形,而東麗M55J碳纖維呈腰形,進一步通過高溫石墨化過程中纖維石墨特征結構演變機理研究發現,高模碳纖維拉伸模量與Raman光譜中無序結構D峰、石墨特征結構G峰的半高寬存在一定函數關系,D峰、G峰半高寬值越小,纖維拉伸模量越高;同時,國產M55J碳纖維拉伸強度高達4.86GPa,顯著高于東麗M55J碳纖維的4.02GPa,結合該性能差異針對其微觀結構研究發現,石墨微晶層間距和微晶取向是影響高模碳纖維拉伸強度關鍵因素,國產M55J高模碳纖維與東麗M55J碳纖維石墨微晶層間距相同,但國產M55J高模碳纖維具有更高石墨微晶取向,說明高取向石墨微晶結構有利于高模碳纖維拉伸強度的提高。該系列研究成果發表在Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2018,
112:111-118;Journal of Raman Spectroscopy,2019,doi.org/10.1002/jrs.5569等期刊上。