Wie wird Kohlefaser hergestellt?

Der Carbonfaser-Aufbereitungsprozess lässt sich üblicherweise in die folgenden Schritte unterteilen:

1. Rohstoffverarbeitung: Die Herstellung von Kohlefasern erfordert zunächst die Auswahl geeigneter Rohstoffe, als Rohstoff werden im Allgemeinen Polyacrylnitrilfasern (PAN) verwendet. Die Verarbeitung der Rohstoffe umfasst die Entfernung von Verunreinigungen und die Vorstreckung, um die Qualität und Leistung der Fasern zu verbessern.

2. Faserstreckung: Nach der Rohmaterialverarbeitung wird die PAN-Faser gestreckt. Durch diesen Schritt wird die molekulare Struktur der Faser geordneter, die Faser geglättet und ihre mechanischen Eigenschaften verbessert. Parameter wie Strecktemperatur und Streckgeschwindigkeit müssen präzise gesteuert werden.

3. Pyrolyse und Karbonisierung: Die gestreckten Fasern werden pyrolytisch karbonisiert. Durch die pyrolytische Karbonisierung werden PAN-Fasern durch Hochtemperaturbehandlung Nicht-Kohlenstoffelemente entzogen und in reine Kohlenstofffasern umgewandelt. Die Pyrolyse-Karbonisierungstemperatur von Kohlenstofffasern liegt normalerweise über 1000 °C, und die spezifische Temperatur und Zeit werden entsprechend den Anforderungen der Faser bestimmt.

4. Formen und Aushärten: Formen und Verfestigen der pyrolytisch karbonisierten Kohlenstofffasern. Die Formgebung kann durch Weben, Weben, Spinnen usw. erfolgen, um Kohlefaserprodukte unterschiedlicher Form zu erhalten. Unter Aushärten versteht man das Imprägnieren der Faser mit dem Harz und das Verbinden der Faser und des Harzes, um durch thermische Aushärtung, Lichtaushärtung usw. eine feste Struktur zu bilden.

5. Oberflächenbehandlung und -beschichtung: Um die Grenzflächenhaftung und Verschleißfestigkeit von Kohlefasern zu verbessern, wird ihre Oberfläche normalerweise behandelt und beschichtet. Zu den Behandlungsmethoden gehören Reinigen, Schaben, Bohren usw., um die Kontaktfläche zwischen Faser und Harz zu vergrößern. Für die Beschichtung können Materialien wie Polyimid und Epoxidharz ausgewählt werden, um die Oberflächeneigenschaften von Kohlefasern zu verbessern.

Durch den oben genannten Herstellungsprozess können Kohlefaserprodukte mit Eigenschaften wie hoher Festigkeit, geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit erhalten werden.