一、碳纖維是什么材料

纖(xian)(xian)維(wei)(wei)材(cai)料是纖(xian)(xian)維(wei)(wei)狀物質(zhi)通過紡織加工工藝形成的(de)結構化材(cai)料，可以制作纖(xian)(xian)維(wei)(wei)材(cai)料的(de)材(cai)質(zhi)眾多(duo)，如常見的(de)玻璃纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、石棉纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、聚酯纖(xian)(xian)維(wei)(wei)等，碳纖(xian)(xian)維(wei)(wei)也是纖(xian)(xian)維(wei)(wei)材(cai)料的(de)一種。

碳(tan)纖(xian)維(wei)是(shi)由碳(tan)元素組成的(de)一(yi)種特(te)種纖(xian)維(wei)，其含碳(tan)量在90%以上(shang)，是(shi)一(yi)種高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)(gao)(gao)模(mo)量纖(xian)維(wei)，用腈綸和(he)粘膠纖(xian)維(wei)做(zuo)原(yuan)料，經高(gao)(gao)(gao)溫(wen)氧化(hua)碳(tan)化(hua)而成。和(he)其他纖(xian)維(wei)材料相比，碳(tan)纖(xian)維(wei)的(de)密度(du)小，因此比強(qiang)度(du)和(he)比模(mo)量高(gao)(gao)(gao)，具(ju)有耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)、抗摩擦、導(dao)電、導(dao)熱及耐(nai)腐蝕等特(te)性。

二、碳纖維是怎么制造出來的

碳纖維(wei)主(zhu)要由碳組成，不(bu)過(guo)它并不(bu)是(shi)直接(jie)用(yong)碳或石(shi)墨來制(zhi)取的，而是(shi)采用(yong)一(yi)些含碳的有(you)機(ji)纖維(wei)原料，將有(you)機(ji)纖維(wei)與塑料樹脂結合(he)在一(yi)起炭(tan)化制(zhi)得碳纖維(wei)，具體(ti)的制(zhi)作過(guo)程(cheng)是(shi)：

1、選取有機纖維

被選用來(lai)制(zhi)備(bei)碳纖維(wei)(wei)(wei)的有機纖維(wei)(wei)(wei)主要包括：聚丙烯腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)(wei)、瀝青纖維(wei)(wei)(wei)、粘膠絲或(huo)酚醛(quan)纖維(wei)(wei)(wei)等，其中應用較(jiao)普遍(bian)的是聚丙烯腈(jing)(jing)碳纖維(wei)(wei)(wei)和瀝青碳纖維(wei)(wei)(wei)。選用不同的有機纖維(wei)(wei)(wei)作(zuo)為原料，對(dui)具(ju)體(ti)的工藝參數會有不同的要求，制(zhi)備(bei)出來(lai)的碳纖維(wei)(wei)(wei)的性能也會有一(yi)定的差異(yi)。

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2、纖維紡絲

以(yi)聚(ju)丙(bing)烯腈(jing)碳纖維(wei)為例(li)，聚(ju)丙(bing)烯腈(jing)以(yi)水溶劑制得(de)15%的(de)紡(fang)絲(si)(si)液(ye)，水溶劑一(yi)般為硫氰酸(suan)鈉或硝酸(suan)、二甲基亞(ya)砜(feng)等(deng)(deng)，經過濕法紡(fang)絲(si)(si)或者干(gan)噴紡(fang)絲(si)(si)等(deng)(deng)紡(fang)絲(si)(si)工藝(yi)既可制得(de)原絲(si)(si)；制得(de)的(de)原絲(si)(si)于緯織機中織成布，然后送預(yu)氧(yang)化處理(li)器進行預(yu)氧(yang)化處理(li)。

3、預氧化處理

預氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)分兩段進行(xing)，聚(ju)丙烯腈纖(xian)維(wei)布先在(zai)催化(hua)(hua)(hua)劑存在(zai)于(yu)200~220℃及(ji)張力狀(zhuang)態(tai)條(tiao)件下(xia)用空氣(qi)（或氧(yang)化(hua)(hua)(hua)）進行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)10~30min，并在(zai)220~330℃及(ji)張力狀(zhuang)態(tai)條(tiao)件下(xia)繼續氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)30~100min，使纖(xian)維(wei)的顏色逐(zhu)漸(jian)由白變(bian)黃(huang)，最后(hou)變(bian)成銅褐色。預氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)產生的廢氣(qi)由處(chu)(chu)理(li)(li)裝置中(zhong)排出，處(chu)(chu)理(li)(li)的纖(xian)維(wei)送(song)炭化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)器進行(xing)炭化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(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)化過程中(zhong)產生的氮(dan)氫分解氣體及(ji)炭(tan)化分解氣體先后由炭(tan)化處理(li)裝置中(zhong)排出。

經過(guo)以上步驟，碳(tan)(tan)纖(xian)維就制作出來了，如果需要制作成石(shi)(shi)墨纖(xian)維，可以將碳(tan)(tan)纖(xian)維送(song)石(shi)(shi)墨處(chu)理器中(zhong)進行處(chu)理。