发布时间:2023-10-30 发布者:admin 来源:行业动态 点击次数:782
在碳纤维领域,常见的原丝纤维有粘胶纤维、聚丙烯腈纤维等。简单理解就是能够转化为碳纤维的原料。
根据国家标准《碳纤维及其复合材料术语GB/T 40724—2021》,碳纤维前驱体同碳纤维原丝,是经热解重组能转化为碳纤维的有机纤维。包括聚丙烯腈聚合物前驱体、粘胶前驱体、沥青等富含稠环芳烃前驱体、木质素前驱体等。
那么原丝纤维是如何转化为碳纤维的呢?以粘胶纤维为例,在制造碳纤维时,将粘胶纤维在惰性气体中低温碳化,然后再在惰性气体保护下进行高温碳化,成为碳纤维。
聚丙烯腈纤维成为碳纤维的过程是类似的,还需要在低温碳化之前增加预氧化处理。
碳纤维可以继续在更高温度下石墨化处理,使之含碳量达到99%以上,成为石墨纤维。碳纤维或石墨纤维能用来制造高性能制品。
碳化、石墨化是原丝纤维转化为碳纤维、石墨纤维的核心工序。米格新材的设备团队凭借自主设计能力攻克这些核心工序的装备设计,降低成本。
预制体,如果从字面理解,是预先制作成型的材料,它在碳/碳复合材料的制造中也确实是这样的角色。“预制体”是碳/碳复合材料领域一个重要概念。为了理解这一概念,我们可以先了解碳/碳复合材料的工艺。
简单来说,先用碳纤维成型预制体,再在预制体上采用化学气相沉积法或者液相浸渍法,让气态或液态的含碳物质进入到预制体内,再经过碳化、石墨化(按需要可再进行机加工和涂层),制成碳/碳复合材料。
碳纤维成型的预制体本来就含有碳元素,再加上气态或液态物质转移过去的碳,就是“碳/碳复合材料”中两个“碳”的含义。
预制体经受沉积/浸渍、碳化、石墨化而基本不变形,因此如果要制作碳/碳复合导流筒、埚帮,那么就按导流筒、埚帮的形状将碳纤维成型成预制体。
碳纤维预制体的制造是用碳纤维经过编织、针刺、定型等工艺得到。而其中的非织造针刺工艺,设备上成千上万个刺针可以使多层碳纤维之间缠结更紧密。
预制体不易变形,说明它的热稳定性很高,毕竟石墨化工艺的温度达到2200℃,这一温度可以使大部分单质金属熔化。
碳纤维原丝是制作碳纤维的原料,通过对不同的原丝进行编织、非织造、碳化、石墨化等等工艺加工,可以生产出黏胶基碳毡、石墨毡、PAN基碳毡、石墨毡等碳纤维制品。
而碳纤维预制体是也碳纤维制品的一种,通过对预制体的进一步致密化、碳化、石墨化等工艺加工,可以生产出碳/碳复合材料。