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什么是原絲纖維?什么又是預(yù)制體?

發(fā)布時(shí)間:2023-10-30 發(fā)布者:admin 來源:行業(yè)動(dòng)態(tài) 點(diǎn)擊次數(shù):753


1689339379230491.png原絲纖維

在碳纖維領(lǐng)域,常見的原絲纖維有粘膠纖維、聚丙烯腈纖維等。簡(jiǎn)單理解就是能夠轉(zhuǎn)化為碳纖維的原料。


根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維及其復(fù)合材料術(shù)語GB/T 40724—2021》,碳纖維前驅(qū)體同碳纖維原絲,是經(jīng)熱解重組能轉(zhuǎn)化為碳纖維的有機(jī)纖維。包括聚丙烯腈聚合物前驅(qū)體、粘膠前驅(qū)體、瀝青等富含稠環(huán)芳烴前驅(qū)體、木質(zhì)素前驅(qū)體等。


那么原絲纖維是如何轉(zhuǎn)化為碳纖維的呢?以粘膠纖維為例,在制造碳纖維時(shí),將粘膠纖維在惰性氣體中低溫碳化,然后再在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行高溫碳化,成為碳纖維。


聚丙烯腈纖維成為碳纖維的過程是類似的,還需要在低溫碳化之前增加預(yù)氧化處理。


碳纖維可以繼續(xù)在更高溫度下石墨化處理,使之含碳量達(dá)到99%以上,成為石墨纖維。碳纖維或石墨纖維能用來制造高性能制品。


碳化、石墨化是原絲纖維轉(zhuǎn)化為碳纖維、石墨纖維的核心工序。米格新材的設(shè)備團(tuán)隊(duì)?wèi){借自主設(shè)計(jì)能力攻克這些核心工序的裝備設(shè)計(jì),降低成本。



1689339379230491.png碳/碳復(fù)合材料預(yù)制體

預(yù)制體,如果從字面理解,是預(yù)先制作成型的材料,它在碳/碳復(fù)合材料的制造中也確實(shí)是這樣的角色?!邦A(yù)制體”是碳/碳復(fù)合材料領(lǐng)域一個(gè)重要概念。為了理解這一概念,我們可以先了解碳/碳復(fù)合材料的工藝。


簡(jiǎn)單來說,先用碳纖維成型預(yù)制體,再在預(yù)制體上采用化學(xué)氣相沉積法或者液相浸漬法,讓氣態(tài)或液態(tài)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到預(yù)制體內(nèi),再經(jīng)過碳化、石墨化(按需要可再進(jìn)行機(jī)加工和涂層),制成碳/碳復(fù)合材料。


碳纖維成型的預(yù)制體本來就含有碳元素,再加上氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)移過去的碳,就是“碳/碳復(fù)合材料”中兩個(gè)“碳”的含義。


預(yù)制體經(jīng)受沉積/浸漬、碳化、石墨化而基本不變形,因此如果要制作碳/碳復(fù)合導(dǎo)流筒、堝幫,那么就按導(dǎo)流筒、堝幫的形狀將碳纖維成型成預(yù)制體。


碳纖維預(yù)制體的制造是用碳纖維經(jīng)過編織、針刺、定型等工藝得到。而其中的非織造針刺工藝,設(shè)備上成千上萬個(gè)刺針可以使多層碳纖維之間纏結(jié)更緊密


預(yù)制體不易變形,說明它的熱穩(wěn)定性很高,畢竟石墨化工藝的溫度達(dá)到2200℃,這一溫度可以使大部分單質(zhì)金屬熔化。



1689339379230491.png原絲纖維與預(yù)制體的聯(lián)系和區(qū)別

碳纖維原絲是制作碳纖維的原料,通過對(duì)不同的原絲進(jìn)行編織、非織造、碳化、石墨化等等工藝加工,可以生產(chǎn)出黏膠基碳?xì)帧⑹珰?、PAN基碳?xì)?、石墨氈等碳纖維制品。


碳纖維預(yù)制體是也碳纖維制品的一種,通過對(duì)預(yù)制體的進(jìn)一步致密化、碳化、石墨化等工藝加工,可以生產(chǎn)出碳/碳復(fù)合材料。