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碳纖維是如何生產(chǎn)的

日期:2020-04-24 13:30閱讀次數(shù):
  目前碳纖維制品在多個領(lǐng)域取得應(yīng)用,在實際應(yīng)用過程中,碳纖維通常是作為一種增強材料與樹脂等基體材料融合構(gòu)成碳纖維復(fù)合材料,從而生產(chǎn)出碳纖維制品,那么,作為原材料的碳纖維是如何生產(chǎn)出來的?本文我們來了解一下。
 
碳纖維制品
(圖示:碳纖維制品)
 
  碳纖維是由有機(jī)纖維或低分子烴氣體原料在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀化合物,其含碳量在90%以上。常用的是以聚丙烯腈(PAN)為原料制造的碳纖維,其過程分為三個階段,PAN在分解前會軟化熔融,不能直接在惰性氣體中進(jìn)行碳化,所以首先需要在空氣中進(jìn)行預(yù)氧化處理,使PAN的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的梯形六元環(huán)結(jié)構(gòu),就不易熔融。然后在400℃-1900℃的惰性氣氛中進(jìn)行碳化,這也是碳纖維生成的主要階段,除去大量的氮、氫、氧等非碳元素,改變了原PAN纖維的結(jié)構(gòu),形成碳纖維。最后進(jìn)行石墨化處理,在2500℃-3000℃的溫度下,密封裝置,施加壓力,保護(hù)氣體中進(jìn)行,使纖維中的結(jié)晶碳向石墨晶體取向,使其與纖維軸方向的夾角進(jìn)一步減小以提高碳纖維的彈性模量。
 
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