碳纤维如何制造
碳纤维的制作过程主要包括以下几个步骤:
1. 原丝制备 :
聚丙烯腈(PAN)或其他有机聚合物通过聚合和纺丝过程制成原丝。
2. 预氧化 :
原丝在空气中加热至200-300°C进行预氧化处理,以形成耐热梯形结构。
3. 碳化 :
预氧化后的纤维在惰性气氛(如氮气)中加热至1000-1500°C,以去除非碳元素,形成富含碳的纤维。
4. 石墨化 (可选):
进一步加热至2000-3000°C,使纤维中的碳原子排列更加规整,形成类似石墨的结构,提高性能。
5. 表面处理/上浆 :
对碳化后的纤维进行氧化或其他表面处理,以提高其与树脂的粘结性,并可能涂上保护层以减少损伤。
6. 成型工艺 :
将处理过的碳纤维放入模具中,通过热压罐成型、树脂传递模塑(RTM)成型、缠绕成型、拉挤成型、编织成型等方法进行固化成型。
7. 后处理工艺 :
根据需要,进行打磨、切割等后处理,以获得最终的碳纤维制品。
碳纤维因其高强度、高模量、轻质和优异的耐热性,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材和建筑等多个领域
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