碳纤维是如何制造的？
碳纤维制造的可能性是无限的。它轻巧、坚固且易于操纵成几乎任何形状。碳纤维的多功能性可以归因于它的制造方式和材料。在用于创建您的下一个项目之前，让我们详细了解一下碳纤维是如何制造的。
材料
碳纤维的基本成分是（您猜对了）与有机聚合物结合的碳。碳纤维对于制造业来说相对较新，只有少数公司专门制造这种材料。每个制造商的配方略有不同，并将其特定组合作为商业秘密加以保护。
然而，业内人士了解，碳纤维通常使用聚丙烯腈 (PAN)、人造丝或石油沥青制成。这些材料都是有机聚合物，这意味着它们是由碳原子结合在一起的长串分子。制作碳纤维所用的具体材料会影响材料的质量、等级并能产生一定的效果。
流程
大约 90% 的碳纤维是通过 PAN 加工生产的。我们将专注于这种材料，因为它是迄今为止最常见的。在碳纤维制造过程中，PAN被称为“前体”——用于制造碳纤维的原材料。
- 稳定 ：首先，必须对纤维进行化学处理，以在分子之间形成更热稳定的梯形键合。纤维被加热到 390° - 590° F 之间，时间为半小时到一个半小时。纤维从空气中吸收氧分子并重新排列它们的原子键合模式。
- 碳化 ：材料稳定后，前体被拉成长线并加热到 1,830° - 5,500° F，这一次完全没有氧气。没有氧气，极端热量不会烧毁纤维，而是会导致其原子剧烈振动并排出几乎所有非碳原子。碳化留下几乎所有碳的长而紧密结合的链。
- 治疗 ：碳化过程会使纤维表面无法很好地与环氧树脂和其他用于制造碳纤维复合材料的材料结合。为了解决这个问题，表面被轻微氧化。这实现了两件事。首先，更好的化学粘合性能，其次，蚀刻/粗糙的表面更适合机械粘合。虽然氧化过程可以通过多种方式完成，但应谨慎进行，以避免可能导致纤维失效的微小表面缺陷。
- 尺寸 ：制造碳纤维的最后一步是对纤维进行涂层处理，以免在缠绕或编织过程中损坏——这称为上浆。涂层材料各不相同，并且经过选择以与用于形成复合材料的粘合剂相容。涂层材料的一些例子是环氧树脂、聚酯、尼龙、聚氨酯等。从这里开始，纤维会被扭曲或编织成各种尺寸的绳索。
现在您对碳纤维的制造方法有了更多的了解——让我们开始吧。 给我们打电话，了解碳纤维如何改进您的下一个项目并可能为您省钱！
纤维