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碳纤维碳化温度是多少?

时间:2021-07-12点击次数:28信息来源:Rev1
碳纤维的制备过程非常复杂,想要控制其中的所有变量,制备性能突出的碳纤维不是一件容易的事情。就拿碳纤维碳化这道工序来说,光是温度的控制就影响着碳化后的碳纤维的整体性能。那碳纤维碳化温度多少才合适呢?
   
    PAN基碳纤维碳化简述
 
    聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是较为常用的一种碳纤维,是由PAN纤维预氧化、碳化后制备而成,如果再次进行石墨化处理,就会形成石墨纤维。石墨纤维其实也是一种碳纤维,只是含碳量更高,分子排列也发生了根本的变化,因此拉伸模量得到了大幅的提升。
 
    碳纤维碳化分类及温度范围
 
    碳纤维碳化根据温度范围的不同可以分成低温碳化和高温碳化两种,通常1000℃以上可以称为高温碳化,但是这只是一个模糊的分界线,低温碳化和高温碳化具体的温度范围是多少呢?
 
    1、低温碳化在低温碳化炉中进行,温度范围一般为300~800℃,在热氧稳定化形成的热梯形结构这个阶段要发生剧烈变化,反应气氛通常采用惰性气体N2为保护气。
 
    2、高温碳化炉的温度一般在800~1600℃,高温碳化过程,其实是碳纤维的结构进一步向乱层石墨结构或石墨结构转变的过程,整个过程会将碳以外的元素排出,产生含碳量超过90%的碳纤维。
 
    碳纤维碳化的对象其实是PAN纤维,最终得到物质是碳纤维或石墨纤维,这个过程称之为碳化。经过对温度的调整和控制,得出不同结构的碳纤维(或石墨纤维),这个过程虽然看起来不难,但是真正想要实现,却困难重重,这也是为什么我国在碳纤维原丝制备上还需要努力的根本原因。
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