制造碳纖維的五個階段

  碳纖維是一種耐高溫、抗拉強度高、彈性模量大、質輕的先進復合材料常用增強體。它一般采用有機纖維先驅體進行穩定化處理,再在1000℃以上高溫和惰性保護氣氛下碳化,成為具有六元環碳結構的碳纖維。這樣的碳纖維強度很高但還不是完整的石墨結構,需要進一步在保護氣氛下經過2800℃-3000℃處理,就可以提高結構的規整性,晶粒長大為石墨纖維,此時纖維的彈性模量進一步提高。
  1、拉絲。拉絲主要可以用三種方法,濕法、干法或是熔融狀態。
  2、牽伸。牽伸的溫度在100℃~300℃左右,碳纖維的碳纖維多少在這個步驟中是關鍵。
  3、預氧化。預氧化的溫度為400℃,它讓分子內部形成氫健,提高熱穩定性。
  4、碳化。碳化的溫度要高一些,在1000℃~2000℃之間,目的是出去纖維中的其它雜質,讓碳原子的含量更高。一般在惰性氣體中進行。
  5、石墨化。石墨化的溫度要更高些,在2000℃~3000℃左右,進一步去除纖維中的雜質,并讓它轉變為更為穩定的結構。
  上面就是碳纖維制造的五個主要階段了。碳纖維的比重在1. 5~2.Og/cm3之間,重量很輕,熱膨脹系數具有各向異性特點,平行纖維方向是負值-0.72^-0.9010-6,而垂直于纖維方向是正值32X22X10-6,比熱一般為7.12X10-1KJ。它的化學性能、熱性能穩定、強度高、彈性模量大,性能非常優越。
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