CN115897241B - 一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维及其制备方法，属于碳纤维材料技术领域。本发明公开的方法首先对沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理，随后进行石墨化处理，得到沥青基石墨纤维；随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，再经过水洗、上浆及干燥处理后得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。在其石墨化前先进行阳极氧化刻蚀处理，进行阳极氧化刻蚀处理通过电解条件优化设计，在短时间内可以实现沥青基碳纤维表面粗糙度的增加，其表面的凹槽数量和深度增加，经过后续的是高温处理，其表面的粗糙形貌也可以保留，较短时间内可以使其表面粗糙度进一步增大，使沥青基石墨纤维和基体树脂形成强结合力，层间剪切强度得到大幅提高。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维材料技术领域，具体涉及一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维及其制备方法。
背景技术
中间相沥青基碳纤维经过2800℃及以上石墨化处理后，其石墨化有序性增加，极性降低，模量超高(＞700GPa)、导热＞500W/(m·K)、拉伸强度＞2400MPa、表面光滑致密且惰性大，表面碳含量在99％以上，表面自由能低，润湿性非常差，表面处理难度几何倍增加，使得它和环氧树脂等基体材料之间界面结合力较差，从而对碳纤维复合材料综合性能造成影响。为了提高沥青基石墨纤维的界面性能，通常会对其进行表面处理以改善沥青基石墨纤维表面的物理和化学特性，进而改善和基体间的界面结合力，达到提高层间剪切强度的目的。
电化学氧化是目前工艺最为成熟的改性方法，通过阳极氧化刻蚀作用，实现增大其表面粗糙度和增加含氧官能团的含量，来提高纤维与树脂基体的界面结合力。但是用常用的电化学阳极氧化处理PAN基碳纤维的方式对超高模量的沥青基石墨纤维并不适用，沥青基石墨纤维经过2800℃以上的高温石墨化，片层晶体致密且缺陷较少，表面惰性极强，当丝束进入电解槽时，浸润性差，造成电化学氧化刻蚀处理的不理想，处理后的沥青基石墨纤维无论是其表面粗糙度还是表面氧含量都比较低，导致与基体树脂等界面接合能力不太好，层剪强度经过优选后的阳极氧化处理也就在33MPa左右(无表面处理的在24MPa左右)，难以满足实际复材应用的要求。
为了提高其超高模量(表面碳含量＞99％，模量＞700GPa、导热＞500W/(m·K)、拉伸强度＞2400MPa)沥青基石墨纤维表面处理效果，一般是通过加大电流强度及延长阳极氧化的时间来实现的，这样不仅造成生产效率低下，而且产线更长、耗能更多，生产成本增加，最重要的是通过这种方式处理的沥青基石墨纤维表面效果也无明显提升，处理后的层剪强度也就在38MPa左右，得不偿失。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维及其制备方法，用以解决现有方法提高超高模量沥青基石墨纤维层间剪切强度时效果不明显、耗能多、生产成本高等技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
对沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理，随后进行石墨化处理，得到沥青基石墨纤维；随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，再经过水洗、上浆及干燥处理后得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
进一步地，所述上浆是采用环氧树脂型上浆剂上浆。
进一步地，所述沥青基碳纤维的抗拉强度≥1400MP，模量为180～200GPa。
进一步地，所述阳极氧化刻蚀处理以沥青基碳纤维作为正极，以石墨板作为负极，正极和负极之间的距离为2.0cm，采用的电解液为硝酸水溶液；所述硝酸水溶液的电导率为100～130mS/cm，温度为40℃；所述石墨板的长度为50cm。
进一步地，所述阳极氧化刻蚀处理的电流强度为0.1～0.5A/g，处理时间为30～60s。
进一步地，所述石墨化处理的温度为2800～3000℃，时间为15～30s，采用的保护气体为流量为0.5～1.0m3/h的氩气。
进一步地，所述阳极氧化处理以沥青基石墨纤维作为正极，以石墨板作为负极，正极和负极之间的距离为1.5cm，采用的电解液为硫酸氢氨电解质溶液；所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为130～160mS/cm，温度为40℃；所述石墨板的长度为60cm。
进一步地，所述阳极氧化处理的电流强度为0.3～1.0A/g，处理时间为30～60s。
进一步地，所述水洗是采用循环去离子水进行水洗；所述循环去离子水的温度为50℃～70℃，所述水洗至得到的水洗后水溶液的电导率≤1mS/cm；所述干燥的温度为140℃～170℃。
本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维，所述高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的剪切强度大于46MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，采用模量较低的沥青基碳纤维，其表面惰性低，碳缺陷较多，在其石墨化前先进行阳极氧化刻蚀处理，进行阳极氧化刻蚀处理通过电解条件优化设计，在短时间内可以实现沥青基碳纤维表面粗糙度的增加，其表面的凹槽数量和深度增加，经过后续的是高温处理，其表面的粗糙形貌也可以保留；另外，通过阳极氧化处理在沥青基石墨纤维表面进行处理，较短时间内可以使其表面粗糙度进一步增大，而且表面氧和氮含量更高，通过这种化学键合及机械嵌合共同作用使沥青基石墨纤维和基体树脂形成强结合力，层间剪切强度得到大幅提高；本发明的制备方法处理时间短(30～60s)，可有效缩短表面处理线的长度，处理效率高且表面处理效果好，对生产超高模量沥青基石墨纤维特别适用，能够应用于工业化连续生产线。
进一步地，进行阳极氧化刻蚀处理时，选用强酸性、高电导的硝酸水溶液做电解质，通过电解条件优化设计，更容易对其表面进行阳极氧化刻蚀，短时间内可以使其表面粗糙度明显增加，凹槽变的更多更深，比表面积增大，即使经过石墨化高温处理其表面形貌也得以保留。
进一步地，进行阳极氧化处理时，选用强酸性、高电导的硫酸氢氨水溶液做电解质，通过电解条件优化设计，特别是阴阳极的距离和石墨板的长度的设定，利于电流更高效参与阳极氧化吸氧刻蚀反应，较短时间内可以使其表面粗糙度进一步增大。
本发明还公开了采用上述方法制备得到的高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维，由于在上浆前，表面具有高的粗糙度(比表面积)，氧和氮含量更高，使得沥青基石墨纤维和基体树脂形成强结合力，层间剪切强度得到大幅提高，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中沥青基碳纤维的外表面SEM和AFM形貌图；
图3为本发明实施例1中沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理后的外表面SEM和AFM形貌图；
图4为本发明实施例1中沥青基石墨纤维的外表面SEM和AFM形貌图；
图5为本发明实施例1中得到的高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的外表面SEM和AFM形貌图；
图6为对比例1中沥青基碳纤维经石墨化后直接表面处理的外表面SEM和AFM形貌图。
其中：a-SEM形貌图；b-AFM形貌图。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
如图1所示，本发明公开的一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，首先在沥青基石墨纤维石墨化前先进行其沥青基碳纤维的阳极氧化刻蚀处理，再进行石墨化处理，然后进行沥青基石墨纤维阳极氧化处理，水洗、用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到处理后的沥青基石墨纤维；所述沥青基碳纤维抗拉强度≥1400MPa、模量在180～200GPa。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
实施例1
一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
首先对表面碳含量96.12％、抗拉强度1530MPa、模量在187GPa的沥青基碳纤维进行表面氧化刻蚀处理，具体是以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，所用的电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm，选用的电解液为强酸性、高电导的硝酸水溶液，硝酸水溶液的电导率为100mS/cm、温度为40℃，进行表面氧化刻蚀处理时电流强度为0.1A/g，处理时间为30s；随后进行在2800℃、保护气体为高纯氩气、气体的流量为0.5m3/h的条件下，进行石墨化处理15s，得到沥青基石墨纤维；
随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，具体是以沥青基石墨纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，采用的电解液为强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质溶液，所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为130mS/cm，溶液温度为40℃；进行阳极氧化处理的电流强度为0.3A/g，处理时间为30s；随后对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为50℃，水洗后水的电导率为0.4mS/cm，干燥温度为140℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
实施例2
一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
首先对表面碳含量96.12％、抗拉强度1530MPa、模量在187GPa的沥青基碳纤维进行表面氧化刻蚀处理，具体是以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，所用的电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm，选用的电解液为强酸性、高电导的硝酸水溶液，硝酸水溶液的电导率为130mS/cm、温度为40℃，进行表面氧化刻蚀处理时电流强度为0.5A/g，处理时间为60s；随后进行在3000℃、保护气体为高纯氩气、气体的流量为1.0m3/h的条件下，进行石墨化处理30s，得到沥青基石墨纤维；
随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，具体是以沥青基石墨纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，采用的电解液为强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质溶液，所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为160mS/cm，溶液温度为40℃；进行阳极氧化处理的电流强度为1.0A/g，处理时间为60s；随后对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为70℃，水洗后水的电导率为0.5mS/cm，干燥温度为160℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
实施例3
一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
首先对表面碳含量96.12％、抗拉强度1530MPa、模量在187GPa的沥青基碳纤维进行表面氧化刻蚀处理，具体是以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，所用的电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm，选用的电解液为强酸性、高电导的硝酸水溶液，硝酸水溶液的电导率为100mS/cm、温度为40℃，进行表面氧化刻蚀处理时电流强度为0.1A/g，处理时间为60s；随后进行在2800℃、保护气体为高纯氩气、气体的流量为0.5m3/h的条件下，进行石墨化处理30s，得到沥青基石墨纤维；
随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，具体是以沥青基石墨纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，采用的电解液为强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质溶液，所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为160mS/cm，溶液温度为40℃；进行阳极氧化处理的电流强度为0.3A/g，处理时间为60s；随后对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为50℃，水洗后水的电导率为0.3mS/cm，干燥温度为140℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
实施例4
一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
首先对表面碳含量96.12％、抗拉强度1530MPa、模量在187GPa的沥青基碳纤维进行表面氧化刻蚀处理，具体是以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，所用的电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm，选用的电解液为强酸性、高电导的硝酸水溶液，硝酸水溶液的电导率为130mS/cm、温度为40℃，进行表面氧化刻蚀处理时电流强度为0.5A/g，处理时间为30s；随后进行在3000℃、保护气体为高纯氩气、气体的流量为1.0m3/h的条件下，进行石墨化处理15s，得到沥青基石墨纤维；
随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，具体是以沥青基石墨纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，采用的电解液为强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质溶液，所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为130mS/cm，溶液温度为40℃；进行阳极氧化处理的电流强度为1.0A/g，处理时间为30s；随后对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为70℃，水洗后水的电导率为0.5mS/cm，干燥温度为160℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
实施例5
一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，包括以下步骤：
首先对表面碳含量96.12％、抗拉强度1530MPa、模量在187GPa的沥青基碳纤维进行表面氧化刻蚀处理，具体是以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，所用的电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm，选用的电解液为强酸性、高电导的硝酸水溶液，硝酸水溶液的电导率为120mS/cm、温度为40℃，进行表面氧化刻蚀处理时电流强度为0.3A/g，处理时间为50s；随后进行在2900℃、保护气体为高纯氩气、气体的流量为0.7m3/h的条件下，进行石墨化处理20s，得到沥青基石墨纤维；
随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，具体是以沥青基石墨纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，采用的电解液为强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质溶液，所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为140mS/cm，溶液温度为40℃；进行阳极氧化处理的电流强度为0.6A/g，处理时间为40s；随后对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为60℃，水洗后水的电导率为0.2mS/cm，干燥温度为150℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维。
对比例1
首先选用沥青基碳纤维(表面碳含量96.12％，抗拉强度1530MPa、模量在187GPa)，对沥青基碳纤维进行石墨化处理温度为：2900℃，处理时间为20s，保护气体为高纯氩气，气体流量为0.7m3/h,；然后对石墨化后的沥青基石墨纤维阳极氧化处理，采用恒电流阳极氧化技术，以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，电解槽的石墨板长度为60cm，正负极之间距离为1.5cm，电解液选用强酸性、高电导的硫酸氢氨电解质，溶液的电导率为140mS/cm、溶液温度为40℃，电流强度为0.6A/g、处理时间为90s；对处理后的沥青基石墨纤维进行水洗，除去电解质残留物，其中水洗用循环去离子水，水的温度为60℃，水洗后水的电导率为0.2mS/cm，干燥温度为140℃，用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到处理后的沥青基石墨纤维。
对比例2
首先选用沥青基碳纤维(表面碳含量96.12％，抗拉强度1530MPa、模量在187GPa)，对其进行表面氧化刻蚀处理，以沥青基碳纤维为正极，以石墨板为负极，采用恒电流阳极氧化技术，电解槽的石墨板长度为50cm，正负极之间距离为2.0cm。阳极氧化刻蚀电解液选用强酸性、高电导的硝酸水溶液，溶液的电导率为120mS/cm、溶液温度为40℃，电流强度为0.3A/g、处理时间为50s；接着对处理后的沥青基碳纤维进行石墨化处理温度为：2900℃，处理时间为20s，保护气体为高纯氩气，气体流量为0.7m3/h,；用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到处理后的沥青基石墨纤维。测试方法同实施例1。
对比例3
首先选用沥青基碳纤维(表面碳含量96.12％，抗拉强度1530MPa、模量在187GPa)，对沥青基碳纤维进行石墨化处理温度为：2900℃，处理时间为20s，保护气体为高纯氩气，气体流量为0.7m3/h；用环氧树脂型上浆剂上浆及干燥得到处理后的沥青基石墨纤维。
上述实施例得到的沥青基石墨纤维的表面碳含量＞99％、模量＞700GPa、导热＞500W/(m·K)、拉伸强度＞2400MPa，属于超高模量沥青基石墨纤维。
采用Thermo VG ESCALAB250型X光电子能谱仪分析其表面元素含量，表面元素的测量是在未上浆之前取得样品丝；表面处理后的沥青基石墨纤维进行层间剪切强度测试，根据JC/T 773-2010《纤维增强塑料短梁法测定层间剪切强度》的要求，测试层间剪切强度，记录数据。依据GB/T3362-2017用INSTRON电子万能材料试验机进行抗拉强度的测量，对实施例1～实施例5、对比例1～对比例3得到的石墨纤维进行测试，得到的实验数据如表1所示，由表1可以看出，本发明选用沥青基碳纤维，首先在沥青基石墨纤维石墨化前先进行阳极氧化刻蚀处理，再进行石墨化处理，然后再次进行沥青基石墨纤维阳极氧化刻蚀处理，通过实施例1、2、3、4、5与对比例1(直接石墨化后表面处理)、对比例2(石墨化前表面处理再石墨化)、对比例3(未表面处理)的比较可发现，沥青基碳纤维先进行阳极氧化刻蚀处理，再进行石墨化处理，然后再次进行沥青基石墨纤维阳极氧化刻蚀处理的工艺方法，抗拉强度下降相对较少，可以达到提高超高模量沥青基石墨纤维层间剪切强度的目的。通过石墨化前的前处理，沥青基碳纤维模量相对石墨丝模量较低(模量：180～200GPa)，如图2的SEM和AFM所示，表面惰性不高，碳缺陷较多，更容易对其表面进行阳极氧化刻蚀；短时间内可以使其表面粗糙度明显增加，SEM和AFM显示凹槽变的更多更深，如图3所示；即使经过石墨化高温处理其表面，深凹槽形貌得以保留，如图4所示：粗糙度Ra由处理前的84.92nm增加到196.07nm；比表面积变的更大，表面缺陷位点更多，这为后道工序更加容易阳极氧化处理这种超高模量沥青基石墨纤维提供可能。通过选用强酸性、高电导的硫酸氢氨水溶液做电解质，通过电解条件优化设计，特别是阴阳极的距离和石墨板的长度的设定，容易对其表面进行阳极氧化吸氧刻蚀反应，较短时间内可以使其表面粗糙度进一步增大，如图5所示(粗糙度Ra由196.07nm增加到229.71nm以上)，这明显区别于石墨化后直接处理的外表面形貌(如图6所示Ra＝139.45nm)，氧含量更高(O含量＞16％)远高于石墨化后直接处理的氧含量9.25％，氮含量也有一定量的增加(＞0.70％)，可能是由于这种处理工艺方法使不饱和碳原子增加，然后在电化学条件下，活泼氧和氨分子被石墨纤维表面不饱和碳原子吸附，生成更多的含氧的羟基、羰基、羧基和含氮的氨基、亚氨基，表面活性增大，通过这种化学键合及机械嵌合共同作用使沥青基石墨纤维和基体树脂形成强结合力，层间剪切强度得到大幅提高，层剪强度在46MPa以上，相对于未处理的增幅均在92％以上，这对树脂基复合材料的性能提高具有极大的促进作用，便于沥青基石墨纤维的推广应用。
表1沥青基石墨纤维(未上浆)表面元素含量、拉伸强度及层间剪切强度统计表
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理，随后进行石墨化处理，得到沥青基石墨纤维；随后对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，再经过水洗、上浆及干燥处理后得到一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维；
所述上浆是采用环氧树脂型上浆剂上浆；
所述沥青基碳纤维的抗拉强度≥1400MP，模量为180~200GPa；
所述对沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理，是以沥青基碳纤维作为正极，以石墨板作为负极，正极和负极之间的距离为2.0cm，采用的电解液为硝酸水溶液；所述硝酸水溶液的电导率为100~130mS/cm，温度为40℃；所述石墨板的长度为50cm；
所述对沥青基碳纤维进行阳极氧化刻蚀处理，阳极氧化刻蚀处理的电流强度为0.1~0.5A/g，处理时间为30~60s；
所述石墨化处理的温度为2800~3000℃，时间为15~30s，采用的保护气体为流量为0.5~1.0 m3/h的氩气；
所述对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，是以沥青基石墨纤维作为正极，以石墨板作为负极，正极和负极之间的距离为1.5cm，采用的电解液为硫酸氢氨电解质溶液；所述硫酸氢氨电解质溶液的电导率为130~160mS/cm，温度为40℃；所述石墨板的长度为60cm；
所述对沥青基石墨纤维进行阳极氧化处理，阳极氧化处理的电流强度为0.3~1.0A/g，处理时间为30~60s。
2.根据权利要求1所述的一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于，所述水洗是采用循环去离子水进行水洗；所述循环去离子水的温度为50℃~70℃，所述水洗至得到的水洗后水溶液的电导率≤1mS/cm；所述干燥的温度为140℃~170℃。
3.采用权利要求1或2所述的制备方法制备得到的一种高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维，其特征在于，所述高剪切强度超高模量沥青基石墨纤维的剪切强度大于46MPa。
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