碳纤维生产过程是怎样的

　　碳(C)纤维材料(Material)一系列优异性能使得它成功用作航空、航天领域的结构部件和烧蚀防热部件，成为不可替代（用一物质代替另一物质（多为强者取代弱者的地位))的重要战略（strategy）物质资料 ，对于这种高性能的新型材料，非常多人对碳纤维生产(Produce)过程(guò chéng)一定非常感兴趣，今天我们碳纤维就给大家介绍一下碳纤维生产过程。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。   　　无论是用什么原丝纤维来制造碳纤维，碳纤维生产过程都是由五个步骤（procedure)组成的。它们分别是拉丝、牵伸、稳定（解释:稳固安定；没有变动)、碳化、石墨(化学式C )化。

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  　　拉丝：这是碳(C)纤维生产(Produce)过程(guò chéng)中的第一个步骤（procedure)，这个过程是物理变化，主要是将原料(raw material)分离成纤过程，在这个过程中，纺丝液细流与凝固（solidification)液之间的传质、传热、相平衡移动。碳纤维复合材料在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。导致(cause)PAN沉析形成凝胶结构的丝条。   　　牵伸根据我们几年的碳纤维加工经验（experience)来看，一般是在100-300度的温度（temperature)下进行，根据结定向纤维的拉伸效应来实现的，这个过程也是实现PAN纤维的高模量、高强化、致密化和细化的关键（解释:比喻事物的重要组成部分)步骤。   　　稳定（解释:稳固安定；没有变动)也就是我们常说的预软化。通过(tōng guò)400℃加热氧(Oxygen)化的方法使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在炭化高温下不熔不燃、保持纤维形态（pattern)，热力学处于稳定状态。   　　碳化在1000-2000度范围(fàn wéi)内进行，将PAN中非碳元素驱除，最后生成含碳量90%以上具有乱层石墨(化学式C )结构的碳纤维。   　　石墨化在2000-3000度的范围内进行，将无定型、乱层结构的碳化材料(Material)向三维石墨化结构转化，是提高碳纤维模量的主要技术措施（指针对问题的解决办法)。

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