碳纤维具有耐高温、低密度、高比强度和比模量及耐腐蚀等诸多优异的性能,碳纤维复合材料广泛地应用于航空航天、国防及现代工业等领域,具有重要的战略意义。1.本文以AR中间相沥青为原料,通过对其元素分析、红外光谱分析、热台偏光显微镜观察及流动特性测试等,确定其组成及结构,分析加热过程中其形态结构变化,进行可纺性分析,发现AR中间相沥青是制备中间相沥青碳纤维极佳的原料。利用单孔熔融纺丝机,C形喷丝板制备中空沥青纤维,对纺丝工艺进行了系统研究。结果表明：纺丝温度、纺丝压力和收丝速度对沥青纤维截面的中空度均有影响。在保证沥青可纺性的前提下,应尽可能在低温、低压、高收丝速度的条件下熔融纺丝,可以得到结构较好的沥青纤维。经过优化工艺,356℃、0.04MPa、750r·min-1的条件下熔融纺丝制得中空度50%的碳纤维,通过扫描电镜(SEM)观察,炭纤维的横截面呈洋葱皮结构。2.利用Y形喷丝板制备出具有高中空度的沥青纤维,对其形成原因进行了推测分析和解释。我们认为利用Y形喷丝板制备中空纤维具有一定的可行性,在制备中空度较高的纤维方面有很大的发展前景。3.在不同条件下对制备的沥青纤维进行不熔化处理,发现预氧化温度和张力是制备高性能沥青基中空碳纤维的关键因素。在预氧化温度270℃,张力20g的条件下,制出高性能沥青基中空纤维,拉伸强度达2.07GPa,相对于相近直径的实心纤维不熔化处理温度较低,不熔化处理时间减短,力学性能提高了11.9%。