碳纖維生產(chǎn)過(guò)程是怎樣的

　　碳纖維材料一系列優(yōu)異性能使得它成功用作 、 領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)部件和燒蝕防熱部件，成為不可替代的重要戰(zhàn)略物資，對(duì)于這種高性能的新型材料，很多人對(duì)碳纖維生產(chǎn)過(guò)程一定非常感興趣，今天我們無(wú)錫威盛碳纖維就給大家介紹一下碳纖維生產(chǎn)過(guò)程。

 

　　無(wú)論是用什么原絲纖維來(lái)制造碳纖維，碳纖維生產(chǎn)過(guò)程都是由五個(gè)步驟組成的。它們分別是拉絲、牽伸、穩(wěn)定、碳化、石墨化。
 

(圖示：碳纖維生產(chǎn)車間)
 

　　拉絲：這是碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中的第一個(gè)步驟，這個(gè)過(guò)程是物理變化，主要是將原材料分離成纖過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，紡絲液細(xì)流與凝固液之間的傳質(zhì)、傳熱、相平衡移動(dòng)。導(dǎo)致PAN沉析形成凝膠結(jié)構(gòu)的絲條。

 

　　牽伸:根據(jù)我們無(wú)錫威盛幾年的碳纖維加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一般是在100-300度的溫度下進(jìn)行，根據(jù)結(jié)定向纖維的拉伸效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)過(guò)程也是實(shí)現(xiàn)PAN纖維的高模量、高強(qiáng)化、致密化和細(xì)化的關(guān)鍵步驟。

 

　　穩(wěn)定:也就是我們常說(shuō)的預(yù)軟化。通過(guò)400℃加熱氧化的方法使熱塑性PAN線形大分子鏈轉(zhuǎn)化為非塑性耐熱梯形結(jié)構(gòu)，使其在炭化高溫下不熔不燃、保持纖維形態(tài)，熱力學(xué)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

 

　　碳化:在1000-2000度范圍內(nèi)進(jìn)行，將PAN中非碳元素驅(qū)除，最后生成含碳量90%以上具有亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。

 

　　石墨化:在2000-3000度的范圍內(nèi)進(jìn)行，將無(wú)定型、亂層結(jié)構(gòu)的碳化材料向三維石墨化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，是提高碳纖維模量的主要技術(shù)措施。