碳纖維的制造流程

　　市場(shì chǎng)上90%的碳纖維以聚丙烯腈為原料，剩下的10%則是人造絲或石油瀝青，它們有一個共同的特性，就是含碳量非常高。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。碳纖維手機殼外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。在制造的過程(guò chéng)中，還會使用到一些氣體或液體，它們能與碳纖維發生反應以達到特定的效果。本文以聚丙烯腈基碳纖維為例介紹一下它的制造流程(liú chéng)。

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  　　紡絲   　　先將聚丙烯腈與其它樹脂混合，例如甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯并加入一定的催化劑讓它們發生化學反應。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。碳纖維復合材料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。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。反應結束后將它們用不同的方法紡成絲線。紡紗的時候也要加入特定的化學物品。   　　穩定(wěn dìng)   　　在碳化之間先要穩定一下它的化學性能(化學反應的參數)，這個步驟通過(tōng guò)加熱完成。將纖維在空氣中加熱30~120分鐘，溫度約200℃~300℃，使得原子鍵模式(pattern)重新排列，出去氧分子?？此坪唵蔚倪^程(guò chéng)事實上很復雜，非常多因素都要精細控制（control)。   　　碳化和石墨化   　　碳化是將纖維加熱到1000℃左右，篩除里面的非碳原子，讓純度提高，石墨化則是加熱到2000℃左右，進一步提高碳原子的包含比重。最后纖維的含碳量能達到95%左右。   　　表面處理(chǔ lǐ)   　　石墨化后，纖維的表面不能很好與環氧樹脂或其它材料(Material)結合，所以還要經過一些化學處理(chǔ lǐ)，增加表面的粗糙度。為了防止纖維在編織或纏繞的過程中受損，還能在表面施膠，起保護作用。   　　制造完成后的碳纖維，需要經過一定的質量檢測，常見的纖維測試包括(bāo kuò)密度、強度、拉伸模量、施膠量、耐高溫程度以及其它。為了避免麻煩，在制造的時候各項數據(data)就要嚴格監控，包括時間、溫度、氣流、和化學成分，使生產出來的產品(Product)質量更好。另外，碳纖維粉塵（形態：固體微粒）可能會引起皮膚過敏，吸入肺部的話沒有辦法排出，所以操作控制的時候一定要戴上護目鏡、手套、口罩，穿工作服。   　　   　　   　　

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