فرآیند تهیه فیبر کربن چگونه است؟

فرآیند آماده سازی فیبر کربن را معمولاً می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. فرآوری مواد اولیه: اول از همه، تهیه فیبر کربن نیاز به انتخاب مواد اولیه مناسب دارد و به طور کلی از الیاف پلی اکریلونیتریل (PAN) به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. فرآوری مواد اولیه شامل حذف ناخالصی ها و پیش کشش برای بهبود کیفیت و عملکرد الیاف است.

2. کشش فیبر: پس از پردازش مواد خام، فیبر PAN کشیده می شود. این مرحله ساختار مولکولی فیبر را منظم تر می کند، فیبر را صاف می کند و خواص مکانیکی آن را افزایش می دهد. پارامترهایی مانند دمای کشش و سرعت کشش باید دقیقاً کنترل شوند.

3. پیرولیز و کربنیزاسیون: الیاف کشیده شده به صورت پیرولیتیک و کربنیزه می شوند. کربن‌سازی پیرولیتیک، عناصر غیر کربنی را از الیاف PAN از طریق عملیات حرارتی بالا حذف می‌کند و آنها را به الیاف کربن خالص تبدیل می‌کند. دمای کربنیزاسیون در اثر حرارت فیبر کربن معمولاً بالای 1000 درجه سانتیگراد است و دما و زمان خاص با توجه به نیاز فیبر تعیین می شود.

4. شکل دادن و پخت: الیاف کربن کربن دار شده در اثر پیرولیتیک را شکل داده و جامد کنید. شکل دهی را می توان با بافتن، بافندگی، ریسندگی و غیره انجام داد تا محصولات فیبر کربنی با اشکال مختلف به دست آید. پخت به آغشته کردن رزین به الیاف و ترکیب الیاف و رزین برای تشکیل یک ساختار جامد از طریق پخت حرارتی، پخت نور و غیره اشاره دارد.

5. عملیات سطحی و پوشش: به منظور افزایش چسبندگی سطحی و مقاومت در برابر سایش فیبر کربن، سطح آن معمولاً درمان و پوشش داده می شود. روش های درمان شامل تمیز کردن، تراشیدن، سوراخ کردن و غیره برای افزایش سطح تماس فیبر و رزین است. این پوشش می تواند موادی مانند پلی آمید و رزین اپوکسی را برای بهبود خواص سطحی فیبر کربن انتخاب کند.

از طریق فرآیند آماده سازی فوق می توان محصولات فیبر کربنی با خواصی مانند استحکام بالا، وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش به دست آورد.