今天给各位分享碳纤维件制作的知识，其中也会对碳纤维制作工具进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！，本文目录一览：，1、，碳纤维的制备方式，2、，碳纤维如何加工，3、，碳纤维是什么材料?
今天给各位分享碳纤维件制作的知识，其中也会对碳纤维制作工具进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文目录一览：
碳纤维的制备方式
工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类碳纤维件制作，但主要生产前两种碳纤维。由粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大，设备复杂，原料丰富碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展碳纤维件制作；由聚丙烯腈纤维原丝制得的高性能碳纤维，其生产工艺较其他方法简单，产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。
从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单力学性能优良，自20世纪60年代后在碳纤维工业发展良好。
聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。
原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。
碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。
PAN基碳纤维的制备
聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为碳纤维件制作了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是碳纤维件制作：杂质、缺陷少；细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。
生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体（丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等）共聚生成共聚聚丙烯腈树脂（分子量高于 6到8万），然后树脂经溶剂（硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等）溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h到3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理1600℃的碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维。
第一、原丝制备，聚丙烯腈和粘胶原丝主要采用湿法纺丝制得，沥青和酚醛原丝则采用熔体纺丝制得。制备高性能聚丙烯腈基碳纤维需采用高纯度、高强度和质量均匀的聚丙烯腈原丝，制备原丝用的共聚单体为衣康酸等。制备各向异性的高性能沥青基碳纤维需先将沥青预处理成中间相、预中间相（苯可溶各向异性沥青）和潜在中间相（喹啉可溶各向异性沥青）等。作为烧蚀材料用的粘胶基碳纤维，其原丝要求不含碱金属离子。
第二、预氧化（聚丙烯腈纤维200到300℃）、不融化（沥青200到400℃）或热处理（粘胶纤维240℃），以得到耐热和不熔的纤维，酚醛基碳纤维无此工序。
第三、碳化，其温度为：聚丙烯腈纤维1000到1500℃，沥青1500到1700℃，粘胶纤维400到2000℃。
第四、石墨化，聚丙烯腈纤维为2500到3000℃，沥青2500到2800℃，粘胶纤维3000到3200℃。
第五、表面处理，进行气相或液相氧化等，赋予纤维化学活性，以增大对树脂的亲和性。
第六、上浆处理，防止纤维损伤，提高与树脂母体的亲和性。所得纤维具有各种不同的断面结构。 世界碳纤维产量达到每年4万吨以上，全世界主要是日本美国德国以及韩国等少数国家掌握碳纤维件制作了碳纤维生产的核心技术，并且有规模化大生产。
当前，全球碳纤维核心技术被牢牢掌控在少数发达国家手中。一方面，以美日为首的发达国家始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁；另一方面，国外碳纤维行业领先企业开始进入中国市场，中国本土碳纤维企业的压力大增。虽然中国加大了对碳纤维行业的引导和扶持力度，但在较大的技术差距下，国产碳纤维的突围之路仍然坎坷。 中国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21世纪以来发展较快，安徽率先引进了500吨每年原丝、200吨每年PAN基碳纤维，使中国碳纤维工业进入了产业化。随后一些地方相继加入碳纤维生产行列。
从2000年开始中国碳纤维向技术多元化发展，放弃了原来的硝酸法原丝制造技术，采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术获得成功。利用自主技术研制的少数国产T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。随着中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持。2005年全球碳纤维市场仅为9亿美元，而2013年达到100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。中国碳纤维产业化采取自主开发和引进相结合的道路，到“十一五“末期基本实现了相当于日本T300的国产碳纤维规模生产线，并且有一些企业已形成了T700以上水平的百吨生产线。
2011年中国碳纤维市场规模达到6811吨，然而，受供应不足的影响，国内碳纤维市场发展相对较为缓慢，预计未来几年，随着供应量的提升，中国碳纤维行业的需求量也将保持着较快速度的增长。
技术的落后直接导致中国碳纤维产品质量与进口产品之间的明显差距，也极大地限制了国产碳纤维产品在高端领域的应用。有数据显示，中国碳纤维产品在应用上集中于低端领域，在碳纤维质量要求较高的航空航天领域的应用比例仅为3%，远远没达到国际上碳纤维行业在航空航天领域应用占比的平均水平;而在质量要求相对较低的运动休闲用品领域，碳纤维的应用比例却高达80%左右，四倍于国际上碳纤维在运动休闲用品领域应用的平均水平。但国产碳纤维落后的技术却制约着中国碳纤维行业健康稳健发展。
中国高性能碳纤维都依赖进口，日本的碳纤维产量更是占全球市场份额的60%。2016年2月15日，中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。
碳纤维如何加工
现代碳纤维产业化的途径是前体纤维碳化工艺。用这三种原纤维生产碳纤维的工艺包括稳定化处理（200-400摄氏度的空气，或用耐火试剂进行化学处理）、碳化（400-1400摄氏度，氮）和石墨化（1800摄氏度以上，在氩气氛中）。为了提高碳纤维与复合材料基体的结合性能，需要进行表面处理、上浆和干燥等工艺。
另一种制造碳纤维的方法是气相生长。在催化剂存在下，甲烷和氢气的混合物在1000度时可以发生反应。生产最大长度为50cm的不连续短碳纤维。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维。易石墨化，力学性能好，导电率高，形成层间化合物。
扩展资料：
碳纤维的发展：
20世纪90年代初，高性能和超高性能碳纤维问世。预计未来的工作将致力于改进工艺、扩大生产、降低成本和开发应用程序。一些特殊的碳纤维，如抗氧化碳纤维（提高复合材料的使用温度）、低纤维碳纤维（制作0.035mm超薄预浸带）。
高导热性和低电阻碳纤维（满足屏蔽电磁和射频干扰，并释放多余热量）、低热膨胀系数碳纤维（用于卫星天线系统、镜子等）、中空碳纤维（用于飞机制造）工业上，提高复合材料、核反应堆高温过滤介质的冲击韧性）。
随着科学和工程的发展，生物大分子血清和血浆介质的分离和活性炭纤维将得到极大的发展。在不久的将来，气相生长碳纤维的连续生产将取得显著进展，工业化的日期也不会太远。
参考资料来源：百度百科—碳纤维
碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?
对于碳纤维很多人都是比较陌生的,因为根本不知道这是什么东西,但是对于正在使用碳纤维的人来说,想要更进一步的了解它的真实情况,而且还的陌生陌生就必须首先来了解一下有关于碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?
对于 碳纤维 很多人都是比较陌生的,因为根本不知道这是什么东西,但是对于正在使用碳纤维的人来说,想要更进一步的了解它的真实情况,而且还的陌生陌生就必须首先来了解一下有关于碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?
一,碳纤维材料介绍
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,不同种类的碳纤维其含碳量也不一样,一般在90%以上。一般碳素材料的特性是碳纤维具有的,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但不同于一般碳素材料的是,其有显著的各向异性的外形,柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的 强度 。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。
二,碳纤维材料的特点
1、物理结构与化学特性是前面为直径6微米的碳纤维与后面人类 头发 的比较每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5至8微米;
2、在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,是由一层层以六角型排列的碳原子所构成;
3、一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。
4、导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容量亦比铜低;
5、当加热的时候,碳纤维会变厚而短;
6、虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但可以把它染上不同的颜色。
三,碳纤维材料的用途
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、 陶瓷 、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
碳纤维制作工艺要点?
1、杂质缺陷少化,这是提高碳纤维拉伸强度的根本措施,也是科技工作者研究的热门课题。在某种意义上说,提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。
2、研究高温技术和高温设备以及相关的重要构件。高温炭化温度一般在1300到1800℃,石墨化一般在2500到3000℃。在如此高的温度下操作,既要连续运行、又要提高设备的使用寿命,所以研究新一代高温技术和高温设备就显得格外重要。如在惰性气体保护、无氧状态下进行的微波、等离子和感应加热等技术。
3、实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始。原丝质量既决定了碳纤维的性质,又制约其生产成本。PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件。
4、在预氧化过程中,保证均质化的前提下,尽可能缩短预氧化时间。这是降低生产成本的方向性课题。
以上介绍了有关于碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?面对这样的问题,我们一般要注意的是在选择上有一定的技巧和方法。再者我们在购买时,一定要看清一些产品的防伪标志,不要被一些无良的售卖者所欺骗,引起没有必要的麻烦设计。
碳纤维怎么制作？
碳纤维材料是用碳布一层层包裹碳纤维件制作，每层之间有粘胶，先在200－300℃碳纤维件制作的空气中进行预氧化，然后在惰性气体保护下用1000℃左右的高温完成碳化，最后加热到1500－3000℃成碳纤维。粘胶是有毒的，另外碳纤维碎屑非常细，吸入肺部严重影响健康，不建议自己搞这个玩意儿
碳纤维（carbon fiber）是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。
碳纤维件制作的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于碳纤维制作工具、碳纤维件制作的信息别忘了在本站进行查找喔。
