炭纤维具有质轻、高强、高模、耐高温、可复合等优良性能，广泛应用在航天航空、国防军事、体育器材、能源等各个领域。近年来，国内炭纤维发展迅速，但仍与国际水平存在较大的差异。很多学者通过SEM、HRTEM、DSC、TG、PyGC-MS、FT-IR等分析手段研究了PAN纤维的转化过程。其中，国内用SAXS研究PANCF，主要集中在石墨化阶段，还有一些采用间歇性工艺研究PAN纤维向PANCF转化中的某个单过程，缺乏在线的系统性研究。本文采用中国科学院山西煤炭化学研究所的高性能炭纤维试验线，采用干喷湿纺的PAN纤维，连续化工艺制备PANCF，在线系统的研究PAN纤维转化为PANCF过程中纤维的微孔特征变化，并考察了稳定化、炭化工艺对其的影响，揭示纤维力学性能与孔特征的内在联系。主要结论如下：　　 1、PAN纤维稳定化、炭化过程中力学性能和孔特征　　 PAN纤维的孔径尺寸较大且分布比较均匀，c值大于等于13.50nm孔的长径比均大于2.50，使PAN纤维具有一定的强度。随着稳定化反应的进行，纤维中c值约为20nm孔的半长轴趋于减小、半短轴逐渐增大、长径比趋于减小、含量逐渐增大且纤维微纤取向角逐渐增大至19°，使纤维拉伸强度大幅下降。低温炭化中，以c值为1.14nm孔为主，占97.42％，纤维的强度和模量急剧上升。高温炭化中，c值为4.70nm孔含量增加，微纤取向角略有下降，纤维的强度和模量增加。　　 2、不同稳定化工艺条件对纤维力学性能和孔特征的影响　　 当稳定化末期温度的升高(280-310℃)，稳定化纤维体密度上升、炭纤维的体密度下降，变异系数增大。c值约为2nm的孔含量逐渐上升，其它较大孔的半长轴和长径比逐渐增大、孔含量逐渐减小。相应的炭纤维的强度仍保持在约3.80GPa。当温度过高，较大孔的含量增加，纤维的性能下降。　　 在230℃的稳定化初始温度下，高牵伸下，纤维的直径逐渐下降，c值约为2.50nm孔的含量呈上升趋势，而其它c值等于大于4.50nm孔的含量不同程度的减小，有利于炭纤维强度的提高。　　 稳定化初始反应温度需与后续工艺匹配。温度太低，纤维的孔特征明显接近于PAN纤维，孔尺寸较大。温度过高，皮芯结构加剧，影响最终炭纤维的性能。　　 3、不同高温炭化工艺条件对纤维力学性能和孔特征的影响　　 随着高温炭化温度的升高，炭纤维中c值约为2nm孔含量逐渐减小，c值约为5nm孔的含量逐渐增加，并且c>10nm较大孔的孔径逐渐减小。较大孔孔径的减小可使纤维强度仍保持在3.80～4.10GPa之间。　　 高温炭化牵伸由-1.30％增加至-0.90％时，孔取向角存在-最优点(最小点)，即在牵伸为-1.10％时，c值约2nm孔的含量最低，c值约为5nm孔的含量最高。过高的牵伸，纤维中产生一些新的小孔洞，孔的取向角增大。当牵伸大于-0.80％1时，纤维将被拉断。