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在碳纖維的成長進程中，碳原子在催化劑顆粒中存在著濃度差，與氣相接觸的面上的碳原子的濃度絕對較大，而另一面上及鄰近碳原子的濃度絕對較小。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維復(fù)合材料如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。該濃度差的存在為碳原子的擴散供給了重要能源。同時催化劑顆粒中存在的溫度梯度也為碳原子在催化劑中的擴散供給了力量源泉。個別而言，當物體內(nèi)部存在溫度梯度時，物質(zhì)老是由溫度高的處所向溫度低的處所擴散。在利用化學氣相沉積法合成碳纖維管時，因為碳氫化合物的裂解反應(yīng)重要為放熱反應(yīng)，而固態(tài)碳的析出為吸熱反應(yīng)，因此催化劑與碳氫化合物接觸的一面因為碳氫化合物的裂解而溫度回升，而另一面則溫度降落，從而導(dǎo)致催化劑內(nèi)部溫度梯度的產(chǎn)生。該溫度梯度的存在可能加速碳纖維等資料的成長。
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