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碳纖維的制造流程

　　市場上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(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)，就是含碳量十分高。在制造的進(jìn)程中，還會(huì)利用到一些氣體或液體，它們能與碳纖維產(chǎn)生反應(yīng)以達(dá)到特定的后果。本文以聚丙烯腈基碳纖維為例介紹一下它的制造流程。

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紡絲
先將聚丙烯腈與其它樹脂混淆，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產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。反應(yīng)結(jié)束后將它們用不同的方法紡成絲線。紡紗的時(shí)候也要加入特定的化學(xué)物品。
牢固
在碳化之間先要牢固一下它的化學(xué)機(jī)能，這個(gè)步驟通過加熱實(shí)現(xiàn)。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。將纖維在空氣中加熱30~120分鐘，溫度約200℃~300℃，使得原子鍵模式從新排列，出去氧分子。看似簡單的進(jìn)程事實(shí)上很龐雜，很多因素都要精巧把持。 123456
碳化跟石墨化
碳化是將纖維加熱到1000℃左右，去除里面的非碳原子，讓純度進(jìn)步，石墨化則是加熱到2000℃左右，進(jìn)一步進(jìn)步碳原子的含量。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。最后纖維的含碳量能達(dá)到95%左右。
名義處理
石墨化后，纖維的名義不能很好與環(huán)氧樹脂或其它資料結(jié)合，所以還要經(jīng)過一些化學(xué)處理，增加名義的毛糙度。為了避免纖維在編織或環(huán)繞的進(jìn)程中受損，還能在名義施膠，起維護(hù)作用。

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制造實(shí)現(xiàn)后的碳纖維，須要經(jīng)過一定的品質(zhì)檢測，常見的纖維測試包含密度、強(qiáng)度、拉伸模量、施膠量、耐高溫水平以及其它。為了避免麻煩，在制造的時(shí)候各項(xiàng)數(shù)據(jù)就要嚴(yán)格監(jiān)控，包含時(shí)光、溫度、氣流、跟化學(xué)成分，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品德量更好。另外，碳纖維粉塵可能會(huì)引起皮膚過敏，吸入肺部的話無奈排出，所以操作的時(shí)候一定要戴上護(hù)目鏡、手套、口罩，穿工作服。