一、碳纖維是什么材料

纖(xian)(xian)維(wei)材(cai)料(liao)是纖(xian)(xian)維(wei)狀(zhuang)物(wu)質通(tong)過(guo)紡織加工(gong)工(gong)藝形(xing)成的結構化材(cai)料(liao)，可以(yi)制作(zuo)纖(xian)(xian)維(wei)材(cai)料(liao)的材(cai)質眾(zhong)多，如常(chang)見的玻璃纖(xian)(xian)維(wei)、石(shi)棉纖(xian)(xian)維(wei)、聚酯纖(xian)(xian)維(wei)等，碳纖(xian)(xian)維(wei)也是纖(xian)(xian)維(wei)材(cai)料(liao)的一種。

碳纖(xian)維(wei)是由碳元素組成(cheng)的一種特(te)種纖(xian)維(wei)，其(qi)含碳量(liang)(liang)在90%以上，是一種高(gao)(gao)(gao)強度、高(gao)(gao)(gao)模量(liang)(liang)纖(xian)維(wei)，用腈綸和(he)粘(zhan)膠纖(xian)維(wei)做原料，經高(gao)(gao)(gao)溫(wen)氧化碳化而成(cheng)。和(he)其(qi)他纖(xian)維(wei)材料相比(bi)，碳纖(xian)維(wei)的密度小(xiao)，因此比(bi)強度和(he)比(bi)模量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)，具有耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)、抗(kang)摩擦、導電、導熱及耐(nai)腐蝕等特(te)性。

二、碳纖維是怎么制造出來的

碳纖(xian)(xian)維(wei)主要由碳組(zu)成(cheng)，不(bu)過它(ta)并不(bu)是(shi)直接用碳或石墨來制(zhi)取(qu)的(de)，而是(shi)采(cai)用一(yi)些含(han)碳的(de)有機(ji)纖(xian)(xian)維(wei)原料，將有機(ji)纖(xian)(xian)維(wei)與塑料樹脂結合在一(yi)起(qi)炭化制(zhi)得碳纖(xian)(xian)維(wei)，具體的(de)制(zhi)作過程是(shi)：

1、選取有機纖維

被選用來制備碳(tan)纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)有機纖(xian)維(wei)主要包括：聚丙烯(xi)腈纖(xian)維(wei)、瀝青纖(xian)維(wei)、粘(zhan)膠絲或酚醛(quan)纖(xian)維(wei)等，其中應(ying)用較普遍(bian)的(de)(de)(de)是(shi)聚丙烯(xi)腈碳(tan)纖(xian)維(wei)和瀝青碳(tan)纖(xian)維(wei)。選用不同(tong)的(de)(de)(de)有機纖(xian)維(wei)作為原料，對具(ju)體的(de)(de)(de)工藝參數會有不同(tong)的(de)(de)(de)要求，制備出(chu)來的(de)(de)(de)碳(tan)纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)性能也會有一定的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。

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2、纖維紡絲

以聚丙烯(xi)腈(jing)碳纖維為(wei)例(li)，聚丙烯(xi)腈(jing)以水(shui)溶劑制(zhi)得(de)(de)15%的紡絲液，水(shui)溶劑一般為(wei)硫(liu)氰酸鈉或(huo)硝酸、二甲(jia)基亞砜(feng)等(deng)，經過(guo)濕法紡絲或(huo)者干噴(pen)紡絲等(deng)紡絲工(gong)藝既可(ke)制(zhi)得(de)(de)原(yuan)絲；制(zhi)得(de)(de)的原(yuan)絲于緯(wei)織(zhi)機中織(zhi)成布，然后送預(yu)氧化處理(li)器進(jin)行預(yu)氧化處理(li)。

3、預氧化處理

預氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理(li)分兩段進行(xing)，聚丙(bing)烯腈纖維(wei)(wei)布先在催化(hua)(hua)劑存在于200~220℃及張(zhang)力(li)狀態條(tiao)件下用空氣（或氧(yang)化(hua)(hua)）進行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理(li)10~30min，并在220~330℃及張(zhang)力(li)狀態條(tiao)件下繼續氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理(li)30~100min，使纖維(wei)(wei)的顏色逐漸由白變(bian)黃，最后變(bian)成銅褐色。預氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理(li)中產生的廢氣由處(chu)理(li)裝置中排出，處(chu)理(li)的纖維(wei)(wei)送炭(tan)化(hua)(hua)處(chu)理(li)器進行(xing)炭(tan)化(hua)(hua)處(chu)理(li)。

4、炭化處理

炭化過程在純氮氣流（或真空）保護下進行，經過低溫炭化（300~1000℃）和高溫炭化（1000~1800℃）轉化成具有亂層結構的碳纖維。炭(tan)化過(guo)程(cheng)中產生的氮氫分解(jie)氣(qi)體(ti)及(ji)炭(tan)化分解(jie)氣(qi)體(ti)先后由炭(tan)化處理(li)裝置中排出。

經過以上步(bu)驟，碳纖(xian)維就制作出來(lai)了(le)，如果需要制作成石(shi)墨纖(xian)維，可(ke)以將碳纖(xian)維送石(shi)墨處理器中進行處理。