碳纤维的生产流程是怎样的
日期：2016-04-09 15:13阅读次数：
碳纤维是碳含量占90%以上的纤维状碳材料，由于碳纤维具有很好的抗拉强度和弹性模量，出色的强度、模量、密度、耐腐蚀、抗疲劳等等的特性，它的复合材料在军事、 、交通轨道、医疗器材、工业器械等领域有着广泛的应用，成为了目前炙手可热的复合材料之一。
由于PAN基碳纤维的碳化收率能达到45%，高于其他几种原料，而且工业流程简单易操作，条件也容易把控，成本相对比较低，特别是它的力学性能，如抗拉轻度，弹性模量都非常出色，成为了当下生产应用最广泛的碳纤维。
PAN基碳纤维的生产流程
1、纺丝：聚丙烯腈以水溶剂制得15%的纺丝液，水溶剂一般为硫氰酸钠或硝酸、二甲基亚砜等，经过湿法纺丝或者干喷纺丝等纺丝工艺既可制得PAN原丝。制得的PAN原丝于纬织机中织成布，然后送预氧化处理器进行预氧化处理。
2、预氧化处理：预氧化处理分两段进行，聚丙烯腈纤维布先在催化剂存在于200~220℃及张力状态条件下用空气（或氧化）进行氧化处理10~30min，并在220~330℃及张力状态条件下继续氧化处理30~100min,使纤维的颜色逐渐由白变黄，最后变成铜褐色。预氧化处理中产生的废气由处理装置中排出，处理的纤维送炭化处理器进行炭化处理。
3、炭化处理：炭化过程在纯氮气流（或真空）保护下进行，经过低温炭化（300~1000℃）和高温炭化（1000~1800℃）转化成具有乱层结构的碳纤维。炭化过程中产生的氮氢分解气体及炭化分解气体先后由炭化处理装置中排出，经炭化处理过的纤维送石墨处理器中进行处理。
4、石墨化处理：石墨化处理时采用碳管炉间歇生产，也可以用电流通过纤维，利用纤维自身的导电性能产生热量进行连续处理。石墨化过程是在惰性气体（氩气）保护下进行的，在2000~3000℃高的热处理温度下牵伸石墨化。
经过石墨化处理所得碳纤维经过无损伤检验后送环氧树脂处理浴用稀环氧树脂进行溶液浸润处理，使得到的单向无纬碳纤维布具有良好的横向粘接性，便于使用时操作。处理过的无纬布进入溶剂干燥器使溶剂蒸发，然后再经无损伤检验即得成品碳纤维。
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