一、碳纖維是什么材料

纖(xian)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)是(shi)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)狀物(wu)質(zhi)通過(guo)紡(fang)織加(jia)工工藝(yi)形成的結構化材料(liao)，可以制(zhi)作纖(xian)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)的材質(zhi)眾多(duo)，如(ru)常(chang)見的玻璃纖(xian)維(wei)(wei)(wei)、石棉(mian)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)、聚(ju)酯纖(xian)維(wei)(wei)(wei)等(deng)，碳纖(xian)維(wei)(wei)(wei)也是(shi)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)的一種(zhong)。

碳纖維(wei)(wei)(wei)是由(you)碳元素組成的一(yi)種特種纖維(wei)(wei)(wei)，其含碳量(liang)在90%以上(shang)，是一(yi)種高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)(gao)模量(liang)纖維(wei)(wei)(wei)，用腈綸和(he)(he)粘膠(jiao)纖維(wei)(wei)(wei)做原料，經高(gao)(gao)(gao)溫氧化(hua)碳化(hua)而成。和(he)(he)其他(ta)纖維(wei)(wei)(wei)材(cai)料相比(bi)，碳纖維(wei)(wei)(wei)的密度小，因此比(bi)強(qiang)度和(he)(he)比(bi)模量(liang)高(gao)(gao)(gao)，具有耐高(gao)(gao)(gao)溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性。

二、碳纖維是怎么制造出來的

碳纖(xian)(xian)維主要由碳組(zu)成，不過(guo)(guo)它并不是(shi)(shi)直接用碳或(huo)石墨來制取的(de)，而是(shi)(shi)采用一(yi)些含碳的(de)有(you)機纖(xian)(xian)維原料(liao)，將有(you)機纖(xian)(xian)維與塑料(liao)樹脂結合在一(yi)起炭化制得碳纖(xian)(xian)維，具(ju)體的(de)制作(zuo)過(guo)(guo)程是(shi)(shi)：

1、選取有機纖維

被選用來(lai)(lai)制(zhi)備碳纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維的(de)有(you)(you)機纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維主(zhu)要包括：聚丙烯(xi)(xi)腈纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維、瀝青纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維、粘(zhan)膠絲或酚醛纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維等，其(qi)中應(ying)用較普遍的(de)是聚丙烯(xi)(xi)腈碳纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維和瀝青碳纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維。選用不同的(de)有(you)(you)機纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維作(zuo)為原(yuan)料，對具體(ti)的(de)工藝參數會(hui)有(you)(you)不同的(de)要求(qiu)，制(zhi)備出(chu)來(lai)(lai)的(de)碳纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維的(de)性能也會(hui)有(you)(you)一定的(de)差異。

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2、纖維紡絲

以聚(ju)丙烯腈(jing)碳纖維為(wei)例(li)，聚(ju)丙烯腈(jing)以水溶劑(ji)制得(de)(de)15%的(de)紡絲(si)(si)(si)液，水溶劑(ji)一般為(wei)硫氰(qing)酸鈉或硝酸、二甲(jia)基亞(ya)砜(feng)等，經過(guo)濕(shi)法紡絲(si)(si)(si)或者干噴紡絲(si)(si)(si)等紡絲(si)(si)(si)工藝既可制得(de)(de)原絲(si)(si)(si)；制得(de)(de)的(de)原絲(si)(si)(si)于(yu)緯織機中織成布，然后送(song)預氧化(hua)處理器進行預氧化(hua)處理。

3、預氧化處理

預(yu)氧化處(chu)理(li)分兩段進(jin)行，聚丙(bing)烯腈纖(xian)(xian)維(wei)布先在(zai)催化劑存在(zai)于200~220℃及張力(li)狀態條(tiao)件(jian)下(xia)用空(kong)氣（或氧化）進(jin)行氧化處(chu)理(li)10~30min，并在(zai)220~330℃及張力(li)狀態條(tiao)件(jian)下(xia)繼續氧化處(chu)理(li)30~100min，使纖(xian)(xian)維(wei)的顏(yan)色逐漸由白變(bian)黃，最后變(bian)成銅褐色。預(yu)氧化處(chu)理(li)中產生的廢氣由處(chu)理(li)裝置中排(pai)出，處(chu)理(li)的纖(xian)(xian)維(wei)送炭化處(chu)理(li)器進(jin)行炭化處(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。炭化(hua)過程中產生(sheng)的氮氫分解氣(qi)體及炭化(hua)分解氣(qi)體先后由(you)炭化(hua)處理裝置(zhi)中排(pai)出(chu)。

經(jing)過(guo)以上步(bu)驟，碳纖維(wei)就制作出來了(le)，如果(guo)需要制作成石(shi)墨纖維(wei)，可以將碳纖維(wei)送石(shi)墨處(chu)理器(qi)中(zhong)進(jin)行處(chu)理。