Технология производства углеродного волокна в основном включает следующие этапы:
Обработка сырья: Производство углеродного волокна обычно начинается с волокон на основе полиакрилонитрила (ПАН). Эти волокна превращаются в «материнские» волокна полиакрилонитрила или прекурсоры посредством таких процессов, как полимеризация, дегазация, дозирование, прядение, вытяжка, промывка, промасливание, сушка и сбор.
Окисление и карбонизация: Затем прекурсор помещают в окислительную печь для окисления при степени 200-300, а затем карбонизуют в карбонизационной печи при степени 1000-2000. Этот процесс исключает неуглеродные атомы, оставляя атомы углерода для перегруппировки в компактную углеродную кристаллическую структуру.
Обработка поверхности: карбонизированные волокна подвергаются обработке поверхности, например, разглаживанию с помощью электрифицированной ванны с водой, чтобы последующая смола могла лучше прилипать.
Покрытие и намотка: Волокна покрываются смолой, которая не только усиливает химическую связь между волокнами и формовочной смолой, но и позволяет наматывать углеродные волокна на форму или сплетать их в ткань из углеродного волокна.
Отверждающееся формование: смола отверждается путем нагревания и давления, образуя композитный материал, армированный углеродным волокном. Этот этап может включать различные методы формования, такие как пултрузия, намотка нити, RTM и т. д.
Испытания и обеспечение качества: Наконец, готовые изделия из углеродного волокна подвергаются испытаниям на прочность на разрыв и другим сопутствующим испытаниям, чтобы убедиться, что изделия соответствуют требуемым стандартам прочности и эксплуатационных характеристик.
Этот процесс включает в себя несколько этапов, таких как высокотемпературная обработка, химическая обработка и механическая обработка. Конечный продукт имеет такие характеристики, как высокая прочность, низкая плотность и отличная коррозионная стойкость.