Proces prípravy uhlíkových vlákien možno zvyčajne rozdeliť do nasledujúcich krokov:
1. Spracovanie surovín: V prvom rade príprava uhlíkových vlákien vyžaduje výber vhodných surovín a ako surovina sa vo všeobecnosti používa polyakrylonitrilové (PAN) vlákno. Spracovanie surovín zahŕňa odstraňovanie nečistôt a predbežné napínanie na zlepšenie kvality a výkonu vlákien.
2. Naťahovanie vlákna: Po spracovaní suroviny sa vlákno PAN natiahne. Tento krok urobí molekulárnu štruktúru vlákna usporiadanejšou, narovná vlákno a zlepší jeho mechanické vlastnosti. Parametre ako teplota naťahovania a rýchlosť naťahovania musia byť presne kontrolované.
3. Pyrolýza a karbonizácia: Napínané vlákna sú pyrolyticky a karbonizované. Pyrolytická karbonizácia odstraňuje nekarbónové prvky z vlákien PAN prostredníctvom vysokoteplotnej úpravy a premieňa ich na čisté uhlíkové vlákna. Teplota karbonizácie pri pyrolýze uhlíkového vlákna je zvyčajne nad 1000 °C a špecifická teplota a čas sa určujú podľa požiadaviek vlákna.
4. Tvarovanie a vytvrdzovanie: Vytvarujte a spevnite pyrolyticky karbonizované uhlíkové vlákna. Tvarovanie sa môže vykonávať tkaním, tkaním, pradením atď., aby sa získali výrobky z uhlíkových vlákien rôznych tvarov. Vytvrdzovanie sa týka impregnácie živice do vlákna a kombinovania vlákna a živice na vytvorenie pevnej štruktúry tepelným vytvrdzovaním, vytvrdzovaním svetlom atď.
5. Povrchová úprava a náter: Aby sa zlepšila medzifázová priľnavosť a odolnosť uhlíkových vlákien voči opotrebovaniu, ich povrch je zvyčajne upravený a potiahnutý. Metódy úpravy zahŕňajú čistenie, škrabanie, vŕtanie atď. na zvýšenie kontaktnej plochy medzi vláknom a živicou. Povlak môže zvoliť materiály, ako je polyimid a epoxidová živica, aby sa zlepšili povrchové vlastnosti uhlíkových vlákien.
Prostredníctvom vyššie uvedeného procesu prípravy možno získať produkty z uhlíkových vlákien s vlastnosťami, ako je vysoká pevnosť, nízka hmotnosť, odolnosť proti korózii a odolnosť proti opotrebovaniu.
Predchádzajúce
