碳纖維碳化溫度是多少?
碳纖維的制備過程非常復(fù)雜,想要控制其中的所有變量,制備性能突出的碳纖維不是一件容易的事情。就拿碳纖維碳化這道工序來說,光是溫度的控制就影響著碳化后的碳纖維的整體性能。那碳纖維碳化溫度多少才合適呢?
PAN基碳纖維碳化簡述
聚丙烯腈(PAN)基碳纖維是較為常用的一種碳纖維,是由PAN纖維預(yù)氧化、碳化后制備而成,如果再次進(jìn)行石墨化處理,就會形成石墨纖維。石墨纖維其實(shí)也是一種碳纖維,只是含碳量更高,分子排列也發(fā)生了根本的變化,因此拉伸模量得到了大幅的提升。
碳纖維碳化分類及溫度范圍
碳纖維碳化根據(jù)溫度范圍的不同可以分成低溫碳化和高溫碳化兩種,通常1000℃以上可以稱為高溫碳化,但是這只是一個模糊的分界線,低溫碳化和高溫碳化具體的溫度范圍是多少呢?
1、低溫碳化在低溫碳化爐中進(jìn)行,溫度范圍一般為300~800℃,在熱氧穩(wěn)定化形成的熱梯形結(jié)構(gòu)這個階段要發(fā)生劇烈變化,反應(yīng)氣氛通常采用惰性氣體N2為保護(hù)氣。
2、高溫碳化爐的溫度一般在800~1600℃,高溫碳化過程,其實(shí)是碳纖維的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步向亂層石墨結(jié)構(gòu)或石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程,整個過程會將碳以外的元素排出,產(chǎn)生含碳量超過90%的碳纖維。
碳纖維碳化的對象其實(shí)是PAN纖維,最終得到物質(zhì)是碳纖維或石墨纖維,這個過程稱之為碳化。經(jīng)過對溫度的調(diào)整和控制,得出不同結(jié)構(gòu)的碳纖維(或石墨纖維),這個過程雖然看起來不難,但是真正想要實(shí)現(xiàn),卻困難重重,這也是為什么我國在碳纖維原絲制備上還需要努力的根本原因。
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