一、碳纖維是什么材料

纖(xian)維(wei)材(cai)料(liao)是纖(xian)維(wei)狀物質(zhi)通過紡織(zhi)加工(gong)工(gong)藝(yi)形成(cheng)的結(jie)構化材(cai)料(liao)，可(ke)以制作纖(xian)維(wei)材(cai)料(liao)的材(cai)質(zhi)眾多，如常見(jian)的玻(bo)璃纖(xian)維(wei)、石棉纖(xian)維(wei)、聚酯纖(xian)維(wei)等，碳(tan)纖(xian)維(wei)也是纖(xian)維(wei)材(cai)料(liao)的一種。

碳纖(xian)維(wei)是(shi)由碳元素組成的一種特(te)種纖(xian)維(wei)，其含碳量(liang)(liang)在90%以上，是(shi)一種高強度、高模(mo)量(liang)(liang)纖(xian)維(wei)，用腈綸和粘膠纖(xian)維(wei)做原料，經高溫氧化碳化而成。和其他(ta)纖(xian)維(wei)材料相比(bi)，碳纖(xian)維(wei)的密度小，因(yin)此比(bi)強度和比(bi)模(mo)量(liang)(liang)高，具有(you)耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特(te)性。

二、碳纖維是怎么制造出來的

碳纖維(wei)(wei)主要由碳組成(cheng)，不過(guo)它并不是(shi)直接用碳或石墨來(lai)制取(qu)的，而是(shi)采用一些含(han)碳的有機纖維(wei)(wei)原料，將有機纖維(wei)(wei)與塑料樹(shu)脂結合在一起炭化制得碳纖維(wei)(wei)，具體的制作過(guo)程(cheng)是(shi)：

1、選取有機纖維

被選(xuan)(xuan)用來(lai)(lai)制備碳(tan)纖(xian)(xian)維的(de)有(you)機(ji)纖(xian)(xian)維主要包括：聚(ju)丙烯(xi)(xi)腈纖(xian)(xian)維、瀝青纖(xian)(xian)維、粘膠絲或酚醛纖(xian)(xian)維等，其中應用較(jiao)普遍的(de)是聚(ju)丙烯(xi)(xi)腈碳(tan)纖(xian)(xian)維和瀝青碳(tan)纖(xian)(xian)維。選(xuan)(xuan)用不同的(de)有(you)機(ji)纖(xian)(xian)維作為原料，對(dui)具體的(de)工(gong)藝參數會(hui)有(you)不同的(de)要求，制備出來(lai)(lai)的(de)碳(tan)纖(xian)(xian)維的(de)性能也會(hui)有(you)一定的(de)差異(yi)。

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2、纖維紡絲

以(yi)聚丙烯腈碳纖維為例，聚丙烯腈以(yi)水溶(rong)劑(ji)制得(de)15%的紡絲(si)(si)液，水溶(rong)劑(ji)一(yi)般為硫(liu)氰酸鈉或硝(xiao)酸、二甲基亞砜等，經過濕法紡絲(si)(si)或者干噴紡絲(si)(si)等紡絲(si)(si)工藝既可制得(de)原(yuan)絲(si)(si)；制得(de)的原(yuan)絲(si)(si)于緯(wei)織機中(zhong)織成(cheng)布，然后送預(yu)氧(yang)化(hua)處理器進行(xing)預(yu)氧(yang)化(hua)處理。

3、預氧化處理

預氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理分兩(liang)段進(jin)行，聚丙烯腈纖(xian)維布先在催化(hua)(hua)劑存在于200~220℃及張力(li)狀(zhuang)態條件下用空氣（或(huo)氧(yang)化(hua)(hua)）進(jin)行氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理10~30min，并在220~330℃及張力(li)狀(zhuang)態條件下繼續(xu)氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理30~100min，使纖(xian)維的顏色(se)(se)逐漸由白變黃，最后變成銅褐色(se)(se)。預氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理中產(chan)生(sheng)的廢(fei)氣由處(chu)理裝置中排出，處(chu)理的纖(xian)維送炭化(hua)(hua)處(chu)理器進(jin)行炭化(hua)(hua)處(chu)理。

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)(tan)化過程(cheng)中產(chan)生的氮氫分(fen)解氣體(ti)(ti)及炭(tan)(tan)化分(fen)解氣體(ti)(ti)先(xian)后(hou)由炭(tan)(tan)化處理(li)裝置中排出。

經過以上步驟，碳纖(xian)維(wei)(wei)就制(zhi)作出來了，如果需要制(zhi)作成石(shi)墨(mo)纖(xian)維(wei)(wei)，可以將(jiang)碳纖(xian)維(wei)(wei)送石(shi)墨(mo)處(chu)理器中進行處(chu)理。