碳纖維是一種含碳量超過95%的纖維結(jié)構(gòu)材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能以及化學(xué)性能，是“新材料之王”，在 、醫(yī)療器械、軌道交通、汽車工業(yè)等多個領(lǐng)域取得應(yīng)用，本文我們來了解一下碳纖維材料的生產(chǎn)過程。
 

（圖示：碳纖維制品）
 

　　拉絲：這是碳纖維生產(chǎn)過程中的第一步，主要把原材料分離成纖，屬于物理變化，在這過程中，紡絲液細流與凝固液之間的傳質(zhì)、傳熱，最后PAN沉析形成凝膠結(jié)構(gòu)的絲條。

 

　　牽伸：要求溫度100到300度，結(jié)合定向纖維的拉伸效應(yīng)來操作。也是PAN纖維的高模量、高強化、、致密化和細化的關(guān)鍵步驟。

 

　　穩(wěn)定：使用400度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：需要在溫度1千到2千度，將PAN中非碳元素驅(qū)除，最后生成含碳量90%以上的具有亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。

 

　　石墨化：需要溫度在2千到3千度，將無定型、亂層結(jié)構(gòu)的碳化材料向三維石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，是提高碳纖維模量的主要技術(shù)措施。

 

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