復(fù)合材料技術(shù)的不斷提升下，越來越多的產(chǎn)品上面就有復(fù)合材料的身影，這里面就要說到碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品，具有高強(qiáng)度低密度的性能體現(xiàn)，那這種碳纖維復(fù)合材料是怎么生產(chǎn)制造出來的呢?本文就跟著威盛新材的小編來看看，重點(diǎn)要了解這種材料中的氧化、碳化、石墨化的工藝。
我們以常見的聚丙烯腈基碳纖維為例來看，結(jié)合下圖來看，先是進(jìn)行原油了么提煉出丙烷，然后再獲得丙烯腈，再進(jìn)行提煉獲得聚丙烯腈也就是PAN的意思，然后再做成絲狀，也就是常說的紡絲，然后進(jìn)行氧化、碳化石墨化處理以后，再進(jìn)行表面處理就能夠獲得我們的碳纖維絲束。這里面重點(diǎn)要說的是紡絲、氧化、碳化、石墨化這樣的步驟。
(碳纖維生產(chǎn)流程圖）
1.紡絲，紡絲簡(jiǎn)單的來說，就是正常獲得PAN還不是絲狀，那我們需要的碳纖維絲束其實(shí)是一根一根的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候就要進(jìn)行紡絲的處理，步驟也很簡(jiǎn)單，就是在進(jìn)行制備的時(shí)候，把聚丙烯腈跟水溶液混合然后獲得紡絲液，再通過紡絲的工藝，正常的工藝就是干法或者濕法紡絲的情況下提煉出PAN原絲，再結(jié)合PAN基的狀態(tài)就能夠獲得PAN基的原絲。然后就可以進(jìn)行后需要的工藝生產(chǎn)。
2.氧化處理也叫預(yù)氧化，是PAN變成碳纖維中非常重要的一個(gè)步驟，這個(gè)階段是有兩個(gè)方面，先是把聚丙烯腈在催化劑環(huán)境下溫度控制在200~220℃及張力狀態(tài)條件下，通過空氣(或氧化)進(jìn)行氧化處理10~30分鐘，然后再改變環(huán)境，在220~330℃及張力狀態(tài)條件下繼續(xù)氧化處理30~100分鐘，待纖維顏色變黃、變褐，就可以進(jìn)行后續(xù)的碳化處理。
3.碳化處理，這個(gè)過程就是使得PAN基纖維內(nèi)部的含碳量更好，那整個(gè)的過程是在純氮?dú)饬?或真空)保護(hù)下進(jìn)行，經(jīng)過低溫炭化(300~1000℃)和高溫炭化(1000~1800℃)之后，纖維轉(zhuǎn)化成具有亂層結(jié)構(gòu)的碳纖維，這個(gè)時(shí)候碳纖維其實(shí)就應(yīng)該完成了，但是下面還有一個(gè)步驟，是用來制備石墨纖維的。
4.石墨化處理，這個(gè)看上去也更加的簡(jiǎn)單，是在更高溫的環(huán)境下，使得內(nèi)部碳元素能夠按照結(jié)晶的方式存在，那往往是在2000~3000℃高的熱處理溫度下牽伸石墨化。
這四種工藝完成的比較好以后，基本上就能生產(chǎn)出非常好的碳纖維絲束，你像威盛新材長(zhǎng)期跟碳纖維絲束打交道，在拿到碳纖維預(yù)浸料的時(shí)候，很快就能夠看出來這個(gè)碳纖維預(yù)浸料的好壞情況，那對(duì)于生產(chǎn)的碳纖維制品的性能也就更容易得到保障。在這里還是要說，如果想要高性能的碳纖維制品的話，可以選擇威盛新材廠家。推薦閱讀：碳纖維管實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)凸顯
威盛新材是一家數(shù)十年從事碳纖維制品的廠家，有著豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從事碳纖維制品的生產(chǎn)和加工，成型設(shè)備齊全、加工機(jī)器也完善，能夠完成多種型號(hào)的碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，按圖紙定制生產(chǎn)。生產(chǎn)的碳纖維板產(chǎn)品也遠(yuǎn)銷多行業(yè)，受到一致的認(rèn)可與好評(píng)。
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