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碳纖維生產過程是怎樣的

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-06-15【

  碳(C)纖維材料(Material)一系列優異性能使得它成功用作航空、航天領域的結構部件和燒蝕防熱部件,成為不可替代(用一物質代替另一物質(多為強者取代弱者的地位))的重要戰略(strategy)物質資料 ,對于這種高性能的新型材料,非常多人對碳纖維生產(Produce)過程(guò chéng)一定非常感興趣,今天我們碳纖維就給大家介紹一下碳纖維生產過程。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。     無論是用什么原絲纖維來制造碳纖維,碳纖維生產過程都是由五個步驟(procedure)組成的。它們分別是拉絲、牽伸、穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)、碳化、石墨(化學式C )化。

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    拉絲:這是碳(C)纖維生產(Produce)過程(guò chéng)中的第一個步驟(procedure),這個過程是物理變化,主要是將原料(raw material)分離成纖過程,在這個過程中,紡絲液細流與凝固(solidification)液之間的傳質、傳熱、相平衡移動。碳纖維復合材料在復合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進,使其復合材料領域呈現出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復合材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。導致(cause)PAN沉析形成凝膠結構的絲條。     牽伸根據我們幾年的碳纖維加工經驗(experience)來看,一般是在100-300度的溫度(temperature)下進行,根據結定向纖維的拉伸效應來實現的,這個過程也是實現PAN纖維的高模量、高強化、致密化和細化的關鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)步驟。     穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)也就是我們常說的預軟化。通過(tōng guò)400℃加熱氧(Oxygen)化的方法使熱塑性PAN線形大分子鏈轉化為非塑性耐熱梯形結構,使其在炭化高溫下不熔不燃、保持纖維形態(pattern),熱力學處于穩定狀態。     碳化在1000-2000度范圍(fàn wéi)內進行,將PAN中非碳元素驅除,最后生成含碳量90%以上具有亂層石墨(化學式C )結構的碳纖維。     石墨化在2000-3000度的范圍內進行,將無定型、亂層結構的碳化材料(Material)向三維石墨化結構轉化,是提高碳纖維模量的主要技術措施(指針對問題的解決辦法)。

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