1)瀝青纖維的不熔化處理
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該工藝是把瀝青纖維放在氧化的氣氛中進(jìn)行熱處理,使之在碳化時(shí)能禁受軟化點(diǎn)以上的高溫而不熔融,從而保障原料纖維在碳化進(jìn)程中連續(xù)堅(jiān)持纖維的外形。碳纖維板補(bǔ)強(qiáng)單向板材,其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內(nèi)固化并連續(xù)拉擠成型。采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂,碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對(duì)于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。瀝青纖維的不熔化處理溫度個(gè)別為250~390℃,可采取氣相氧化、液相氧化,或二者結(jié)合利用。氣相氧化可用臭氧、氧氣、空氣以及鹽酸氣、SO3、SO3、NO2等各種氧化性氣體$液相氧化則可用硝酸、硫酸、高錳酸鉀、過氧化氫等氧化性液體。鑒于瀝青纖維的脆性跟低強(qiáng)度,不熔化時(shí)個(gè)別不施加張力,但在不使纖維斷裂的范疇內(nèi)施加有限的張力,可一定水平上進(jìn)步單絲的拉伸強(qiáng)度。
123456 不熔化瀝青纖維的碳化
碳化是制造ACF的重要工藝進(jìn)程,是指不熔化瀝青纖維在惰性氣氛中加熱升溫,消除纖維中可揮發(fā)的非碳組分的進(jìn)程及形成亂層類石墨結(jié)構(gòu)的進(jìn)程。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。其原理可分為兩局部:其一為揮發(fā)組分的去除;其二為殘留碳生成類石墨晶體。依據(jù)不熔化瀝青纖維在碳化進(jìn)程中分子結(jié)構(gòu)的變更,全部進(jìn)程可分為三個(gè)階段:階段,纖維產(chǎn)生脫水脫氫反應(yīng),含氧基團(tuán)隨溫度升高而減少;第二階段,纖維分子結(jié)構(gòu)中羰基、羧基及酯基等耐高溫基團(tuán)消散,非碳物質(zhì)已基本脫除,同時(shí),進(jìn)行碳結(jié)構(gòu)重排,使得纖維結(jié)構(gòu)致密化;第三階段,殘余非碳元素進(jìn)一步除去,殘留碳重排,生成類石墨結(jié)構(gòu)。該工藝對(duì)后面所進(jìn)行的活化影響大,故而把持該工藝顯然很重要。不熔化纖維的碳化可從兩方面進(jìn)行把持:為把持碳化進(jìn)程的升溫速度;第二為把持碳化的溫度跟碳化時(shí)光。
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