碳纤维制备工艺简介
碳纤维的制备方法是什么
碳纤维的制备方法是什么碳纤维是一种由碳纳米纤维组成的高性能纤维材料，具有轻量化、高强度、高模量、耐高温和耐化学腐蚀等优良性能，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
本文将详细介绍碳纤维的制备方法。
一、纤维前驱体的制备：纤维前驱体是制备碳纤维的关键，一般采用聚丙烯腈（PAN）、天然纤维（如纤维素）和聚酰胺（如聚4,4'-二苯基二氨基甲烷和4,4'-二氟二苯基二甲烷）等有机物作为原料。
1.聚丙烯腈纤维前驱体制备：先将聚丙烯腈颗粒溶解在碱性条件下形成聚丙烯腈纤维前驱体溶液。
然后通过纺丝、拉伸等工艺制备纤维前驱体丝束。
接下来，对纤维丝束进行化学交联处理，使其纤维间生成交联结构，并在拉伸时形成微颗粒和纤维束，提高丝束的机械性能。
2.天然纤维前驱体制备：天然纤维（如亚麻、大麻、竹纤维等）通过酸碱处理、染色等工艺得到纤维前驱体。
3.聚酰胺纤维前驱体制备：在有机溶剂当中通过缩聚反应，将聚酰胺形成纤维前驱体。
二、纤维化与热解：将纤维前驱体进行纺丝、拉伸等工艺，得到纤维预体。
接下来，纤维预体经过一系列化学和物理处理，去除其中的杂质和残留气体。
然后通过高温炭化，将纤维预体中的有机物转变为无机碳，并形成纤维微结构。
三、高温处理：将炭化后的纤维进行高温处理，通常在2000℃以上的高温下进行。
高温处理主要有高温碳化、石墨化、热解等不同工艺，旨在提高纤维的结晶度和力学性能。
四、特殊处理：针对具体的应用要求，可能需要对碳纤维进行表面处理、功能化修饰等特殊处理，如掺杂其他元素、进行表面活性剂处理、表面改性等。
总结起来，碳纤维的制备过程包括纤维前驱体的制备、纤维化与热解、高温处理和特殊处理。
其中，纤维前驱体的制备对碳纤维的性能和品质有着重要影响，纤维化与热解过程使有机物转变为无机碳，并形成纤维微结构，高温处理提高碳纤维的结晶度和力学性能，特殊处理则根据需要对碳纤维进行表面处理或功能修饰。
碳纤维的制备方法不断发展和完善，目前已经有了多种制备工艺，如湿纺法、干纺法、熔融纺丝法等。
碳纤维的生产制造工艺
碳纤维的生产制造工艺碳纤维是一种具有优异性能的复合材料，由于其高强度、高模量、低密度、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维的生产制造工艺对于产品质量和性能起着至关重要的作用。
碳纤维的生产制造工艺主要包括原料处理、纤维制备、预浸料制备、纺纱、织造、热解碳化、碳化烧结、表面处理等多个步骤。
在碳纤维的生产制造过程中，原料的处理是非常关键的。
碳纤维的原材料主要是聚丙烯腈纤维，该纤维经过预处理、拉伸等工序，去除杂质和不稳定成分，提高纤维的拉伸性能和稳定性。
接下来，纤维制备是制造碳纤维的核心环节。
聚丙烯腈纤维在高温下进行氧化处理，生成聚丙烯腈纤维的氧化纤维。
氧化纤维经过拉伸、碳化等工序，形成具有高强度的碳纤维。
在纤维制备之后，需要进行预浸料的制备。
预浸料是将碳纤维与树脂进行浸渍，以提高碳纤维的密实性和粘结性。
预浸料的制备过程中需要控制树脂的浓度和浸渍时间，确保碳纤维与树脂的均匀分布。
纺纱是将预浸料纤维进行纺织，形成碳纤维纱线。
纺纱工艺中需要控制纱线的细度和强度，以及纺织机的工作速度和张力，确保纱线的质量和均匀性。
织造是将碳纤维纱线进行编织，形成碳纤维织物。
织造工艺中需要控制编织机的编织方式和密度，以及纱线的张力，确保织物的均匀性和强度。
热解碳化是将织物进行高温处理，使其发生热解反应，生成碳纤维的主要成分——碳。
热解碳化工艺中需要控制温度和处理时间，以及气氛的控制，确保碳纤维的高纯度和高结晶度。
碳化烧结是将热解碳化后的织物进行烧结，使其形成致密的碳纤维。
碳化烧结工艺中需要控制烧结温度、压力和时间，以及烧结介质的选择，确保碳纤维的致密性和结构完整性。
进行表面处理是为了改善碳纤维的表面性能。
表面处理工艺可以包括氧化剂处理、表面活性剂处理、防腐涂层等，以提高碳纤维的耐腐蚀性和粘接性。
碳纤维的生产制造工艺包括原料处理、纤维制备、预浸料制备、纺纱、织造、热解碳化、碳化烧结、表面处理等多个环节。
碳纤维加工方法
碳纤维加工方法一、前言碳纤维是一种具有优异性能的高强度、高模量、轻质化材料，应用广泛于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维加工方法是制备碳纤维制品的关键步骤之一，本文将介绍碳纤维加工的常见方法。
二、碳纤维加工方法1. 碳化法碳化法是制备碳纤维最常用的方法之一。
其基本原理是利用高温下使有机物质（如聚丙烯腈）分解成无定形碳，再通过拉伸和热处理等工艺使其变成具有纤维结构的长丝。
具体步骤如下：（1）原料处理：将聚丙烯腈溶于溶剂中，形成预浸液。
（2）旋转成型：将预浸液均匀涂覆在旋转的模板上，形成毛管状结构。
（3）干燥：将毛管状结构在低温下干燥，形成预制品。
（4）碳化：将预制品在高温下进行碳化处理。
（5）拉伸：将已经经过碳化处理的长丝进行拉伸。
（6）热处理：将拉伸后的长丝进行热处理，形成碳纤维。
2. 气相沉积法气相沉积法是一种利用气体中的有机物质在高温下分解并在表面沉积形成纤维结构的方法。
具体步骤如下：（1）原料处理：将有机物质溶于溶剂中，形成预浸液。
（2）加热：将预浸液加热至高温，使其分解为气态有机物质。
（3）沉积：将气态有机物质通过特定的喷嘴喷到基材表面上，在高温下发生化学反应，并在表面沉积形成纤维结构。
（4）热处理：将已经形成的碳纤维进行热处理，使其具有更好的性能。
3. 纺丝法纺丝法是一种通过旋转和牵拉等工艺制备碳纤维的方法。
具体步骤如下：（1）原料处理：将聚丙烯腈溶于溶剂中，形成预浸液。
（2）旋转成型：将预浸液均匀涂覆在旋转的模板上，形成毛管状结构。
（3）拉伸：将毛管状结构进行拉伸，使其变成具有纤维结构的长丝。
（4）热处理：将拉伸后的长丝进行热处理，形成碳纤维。
三、总结以上三种方法是制备碳纤维常见的方法。
不同的方法适用于不同的应用场景和要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法进行加工制备。
同时，需要注意加工过程中的温度、压力等参数，以确保制备出高质量的碳纤维制品。
碳纤维工艺简介
碳纤维工艺简介1 概要所谓碳纤维是指碳的重量含量占90%以上的纤维状碳材料。
由于碳在各种溶剂中不溶解，在隔绝空气的惰性气氛中(常压下)，碳在高温时也不会熔融。
只有在10MPa、3000K以上高温条件下，才不经液相直接升华。
所以不能通过常规熔融纺丝和溶液纺丝的方法来制备碳纤维。
一般通过有机纤维有在惰性气体中高温碳化而制得。
有机化合物在惰性气体中加热到1000——3000℃时，所有非碳原子将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交联和缩聚等化学反应，最终形成了碳纤维。
制造碳纤维所用的有机纤维应具有含碳量高、强度大、工艺性能好、在转化成碳纤维过程中不熔化等特点。
根据碳纤维的性能与用途，一般有三种分类方法：1)按照所采用的原料不同，可分为聚丙烯睛(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛树脂基碳纤维、聚酞亚胺基碳纤维、其他有机纤维基碳纤维等。
目前各国生产的高强度、高模量的碳纤维所用原丝主要以PAN纤维为主。
2)按照制造条件和方法的不同，可分为碳纤维、石墨纤维、氧化纤维、活性碳纤维、气相生长碳纤维等。
3)按力学性能分类，可分为通用级碳纤维和高性能碳纤维，其中高性能碳纤维又细分为中强型、高强型、中模型、高模型、超高模型。
2 聚丙烯腈基碳纤维的原料丝PAN原丝BASF的新的PAN原丝生产工艺是在52℃，一个大气压下用氧化还原性催化剂，在无离子水中进行连续悬浮聚合制得丙烯腈，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚体。
产物从反应器中连续排出，未反应单体和部分水被从产物中分离，经冷凝后回反应器。
脱气后的产物浆液经真空过滤后水洗，生成含水50WT%的料块。
湿料块先与少量的表面活性剂和润滑剂混合，然后挤压成1/8英寸的粒子，再干燥到含水2wt%。
之后再喷洒乙腈水溶液增塑成可熔融挤出的塑料粒子。
最终的复合粒子含聚合物72.7wt%，丙酮腈13.9wt%和水13.4wt%。
含有增塑剂、表面活性剂和润滑剂的复合聚合物粒子在174℃的电加热挤压机中均匀熔融，熔体经过组件的过滤，从孔径为55m的6000孔喷丝板挤出，再牵伸至单丝纤度为9旦的共6K丝束，再经上油以抗凝结和抗静电，干燥以去除丙烯腈和水。
碳纤维的工艺步骤
碳纤维的工艺步骤
碳纤维的制备工艺步骤如下：
1. 原料准备：选择适合的碳纤维原料，通常是聚丙烯等聚合物纤维。
2. 纤维布预处理：将纤维布进行热处理和表面处理，以提高纤维的机械性能和界面粘结力。
3. 树脂浸渍：将纤维布浸渍在树脂中，使纤维与树脂充分接触并浸透其中。
树脂可以是环氧树脂、酚醛树脂等。
4. 压制：将浸渍好的纤维布放入模具中，经过一定的温度和压力下进行压制，使纤维与树脂形成一体化的复合材料。
5. 固化：经过一定的温度和时间，使树脂发生固化反应，形成硬化的复合材料。
6. 成型：根据具体的产品要求和形状，通过切割、热压、冷压等工艺进行成型。
7. 表面处理：对成型后的产品进行表面处理，如打磨、清洗、抛光等，以去除表面缺陷和提高表面平整度。
8. 产品检测：对成品进行质量检测，检验密度、力学性能、表面质量等指标是
否符合要求。
9. 后处理：对成品进行表面涂层、耐磨处理、切割等进行后处理，以满足具体应用需求。
10. 成品包装：对成品进行包装、标识、入库等工序，以便存储、运输和销售。
简述碳纤维工艺流程
简述碳纤维工艺流程碳纤维工艺流程是一种将碳纤维与树脂复合材料制作成各种产品的技术过程。
碳纤维具有轻质高强度的特点，因此在航空航天、汽车、体育用品等领域有广泛的应用。
下面将简要介绍碳纤维工艺流程。
首先，在碳纤维制造过程中需要准备原材料，包括碳纤维纺丝和树脂。
碳纤维纺丝是通过将高聚物溶解成单体，然后将单体经过纺丝机纺制而得到的连续纤维。
而树脂可以选择环氧树脂、聚酯树脂等不同种类的树脂，根据具体应用来选择。
接下来是碳纤维的制备过程。
首先，将碳纤维纺丝与树脂进行混合，使其充分融合；然后，通过拉伸和拉直的过程，使碳纤维纺丝变得更加均匀细长；最后，通过热处理使纺丝硬化变得更加坚固。
然后是制造碳纤维制品的工艺。
在这一过程中，首先需要确定具体产品的设计和形状。
然后，在根据设计制定的尺寸和要求下，利用模具将碳纤维纺丝和树脂进行复合，使其形成预定的形状。
在模具中，碳纤维纺丝和树脂进行压制和固化，形成所需产品。
在产品固化后，还需要进行后续加工。
这包括去除模具，修剪、打磨和表面处理等工序。
修剪是将多余的碳纤维纺丝和树脂修剪掉，使其符合设计要求的尺寸。
打磨则是为了使产品表面光滑平整。
而表面处理可以根据需要来选择喷漆、涂覆等方法，以增加产品的外观和性能。
最后，需要进行质量检测和品质控制。
这是为了确保产品符合设计要求和具有高质量。
质量检测可以使用一些常用的测试方法，例如拉伸、弯曲、压缩等物理测试。
品质控制则是在整个生产过程中进行的，包括原材料采购、工艺控制、生产过程监控等，以确保产品质量的稳定和一致性。
总而言之，碳纤维工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要经过多个步骤和环节的处理。
通过这些过程，可以将碳纤维与树脂复合成各种形状的产品，具有轻质高强度的性能特点。
随着技术的发展，碳纤维的应用将越来越广泛，对于提高产品的性能和减轻重量具有重要的意义。
碳纤维的制备工艺
碳纤维的制备工艺碳纤维是一种具有高强度、高模量和低密度的优质材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维的制备工艺对于其性能的提升至关重要。
本文将介绍碳纤维的制备工艺。
碳纤维的制备主要分为三个步骤：前驱体制备、炭化和热处理。
首先，需要选择合适的前驱体材料，常用的有聚丙烯腈纤维（PAN纤维）、天然纤维和石油基树脂纤维。
其中，PAN纤维是最常用的前驱体材料，因为它具有较高的炭纤维产率和优良的力学性能。
前驱体材料经过预处理、纺丝和拉伸等步骤后形成连续纤维束。
接下来是炭化过程，也称为热解过程。
炭化是指在高温下，纤维中的非碳元素（主要是氢、氧和氮）逐渐挥发，使纤维逐渐富含碳元素，最终形成碳纤维。
炭化温度通常在1000℃以上，可以采用高温炉、石墨化炉或气体流动床等设备进行。
炭化过程中，需要控制温度、气氛和时间等参数，以保证纤维在炭化过程中的结构和性能。
最后是热处理过程，也称为碳化过程。
热处理是指在高温下，通过碳纤维与气体或液体反应，进一步提高碳纤维的结晶度和力学性能。
常用的热处理方法有高温石墨化、热压和化学气相沉积等。
热处理过程中，需要控制温度、压力和时间等参数，以获得期望的碳纤维性能。
碳纤维的制备工艺中还存在一些关键技术。
首先是纤维拉伸技术，通过拉伸可以使纤维的直径减小、长度增加，从而提高纤维的强度和模量。
其次是纤维表面处理技术，通过表面处理可以改善纤维的附着力和界面结合力，提高纤维增强复合材料的性能。
此外，还有纤维捻度控制、纤维排列技术和纤维预浸技术等，这些技术都对最终碳纤维的性能起着重要的影响。
碳纤维的制备工艺是一个复杂而关键的过程，需要在控制温度、压力和时间等参数的基础上，运用多种技术手段来提高碳纤维的性能。
随着科技的不断进步，碳纤维的制备工艺也在不断改进和创新，以满足不同领域对碳纤维的需求。
相信随着制备工艺的不断完善，碳纤维将在更多领域展现其优异的性能和广阔的应用前景。
碳纤维的制作工艺
碳纤维的制作工艺：
1.由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维。
2.原丝制备，聚丙烯腈和粘胶原丝主要采用湿法纺丝制得，沥青和酚醛原丝则采用熔体纺丝制得。
制备高性能聚丙烯腈基碳纤维需采用高纯度、高强度和质量均匀的聚丙烯腈原丝，制备原丝用的共聚单体为衣康酸等。
制备各向异性的高性能沥青基碳纤维需先将沥青预处理成中间相、预中间相（苯可溶各向异性沥青）和潜在中间相（喹啉可溶各向异性沥青）等。
作为烧蚀材料用的粘胶基碳纤维，其原丝要求不含碱金属离子。
3.预氧化（聚丙烯腈纤维200到300℃）、不融化（沥青200到400℃）或热处理（粘胶纤维240℃），以得到耐热和不熔的纤维，酚醛基碳纤维无此工序。
4.碳化，其温度为：聚丙烯腈纤维1000到1500℃，沥青1500
到1700℃，粘胶纤维400到2000℃。
5.石墨化，聚丙烯腈纤维为2500到3000℃，沥青2500到2800℃，粘胶纤维3000到3200℃。
6.表面处理，进行气相或液相氧化等，赋予纤维化学活性，以增大对树脂的亲和性。
7.上浆处理，防止纤维损伤，提高与树脂母体的亲和性。
所得纤维具有各种不同的断面结构。
碳纤维制备方法
碳纤维制备方法碳纤维是目前世界上最先进的材料之一，具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优秀性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。
本文将介绍碳纤维的制备方法。
一、传统碳纤维制备方法传统碳纤维制备方法主要是炭化法和热解法。
1.炭化法炭化法是将有机纤维在高温下进行热解和炭化，形成碳纤维。
炭化法需要经过三个步骤：预氧化、炭化和图纸。
预氧化是将有机纤维在空气中加热，使其氧化并形成氧化物层，提高炭化温度和碳化速率。
炭化是将预氧化的有机纤维在高温下进行热解和炭化，使其成为碳纤维。
图纸是对碳纤维进行高温处理，使其晶体结构更加完善。
2.热解法热解法是将有机高分子材料在高温下分解为碳纤维。
热解法需要经过两个步骤：热解和图纸。
热解是将有机高分子材料在高温下分解为碳纤维，其原理和炭化法类似。
图纸是对碳纤维进行高温处理，使其晶体结构更加完善。
传统碳纤维制备方法具有制备工艺简单、成本低等优点，但其制备的碳纤维性能不稳定，质量不高，无法满足高端应用的需求。
二、新型碳纤维制备方法随着科技的发展，新型碳纤维制备方法不断涌现，其中最具有潜力的是气相沉积法和溶胶凝胶法。
1.气相沉积法气相沉积法是将有机气体在高温下分解成碳原子，并在基材表面沉积形成碳纤维。
气相沉积法具有制备工艺简单、成本低、制备速度快等优点，且制备的碳纤维性能稳定、质量高，可满足高端应用的需求。
2.溶胶凝胶法溶胶凝胶法是将有机溶液或胶体在溶剂中形成凝胶，经过干燥、热处理等步骤制备碳纤维。
溶胶凝胶法具有制备工艺简单、成本低、制备过程自动化等优点，且制备的碳纤维性能稳定、质量高，可满足高端应用的需求。
三、碳纤维制备方法的发展趋势碳纤维制备方法的发展趋势是多元化和智能化。
多元化是指碳纤维制备方法将逐步从单一的炭化法和热解法向气相沉积法、溶胶凝胶法等多种方法发展，以满足不同应用领域对碳纤维性能的需求。
智能化是指碳纤维制备方法将逐步实现智能化控制，通过先进的传感器、自动化控制系统等技术实现碳纤维制备过程的自动化、智能化，提高制备效率和质量。
碳纤维复合材料的制备工艺及其应用
碳纤维复合材料的制备工艺及其应用一、碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的材料，具有轻质、高强、高模量、耐腐蚀、耐高温、耐磨损等优点，是目前运用广泛的一种高性能材料。
碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑结构等领域。
如今，其中最为流行的应用就是在制造高档化、高速度、高精度单体器和新颖双翼飞行器上。
二、碳纤维复合材料的制备工艺碳纤维复合材料的制备过程是由多个工艺环节组成的，下面将针对每个环节逐一介绍。
1.纤维预处理碳纤维预处理是将原始碳纤维进行表面处理的过程，主要是增加碳纤维与树脂基体间的结合力。
预处理方法主要有物理法、化学法和物化结合法等。
2. 纤维束成型纤维束成型过程即是对碳纤维进行方向、密度、弯曲等要求的布放，旨在保障最终制品的力学性能和外观质量。
这个过程是全过程中最主要的工艺点。
3. 预浸胶（浸渍）预浸胶过程即是将干燥的碳纤维通过浸渍机进行一遍遍地浸润预浸膜，以保障纤维与树脂基体的结合质量和防止气泡的存在。
浸前要在浸润池内先提前进行啊溶剂和树脂的混合溶解，提高浸渍的成效。
4.层叠成形层叠成形过程即是替代传统的钣金模具来进行原料成型工艺，具有工艺灵活、生产效益高的特点。
一般有人工贴放和机器封装成型两种方法。
一个部位若是需要多层叠放，需对第一个和最后一个层间进行封闭处理。
5. 热固化热固化是将层叠成型后的半成品传送至热压机进行加压热处理，达成树脂基体固化硬化的工艺过程，这个过程也是碳纤维复合材料制品性能优良的重要原因。
三、碳纤维复合材料的应用碳纤维复合材料的优异性能，使得其在许多工业领域得以广泛应用，下面将对其主要应用领域进行介绍。
1. 航空航天领域碳纤维复合材料在航空航天领域中得到了广泛应用，如飞机翼、机身、尾翼等部位以及航空发动机的结构件等。
其优秀的轻重比使得飞机自身质量大大减轻，節省燃油成本以及大幅减少大气污染。
2. 汽车领域碳纤维复合材料在汽车领域中的应用也越来越广泛，碳纤维车身、内饰、动力传输部件以及刹车片等等都是一个个优秀的代表。
碳纤维 生产工艺
碳纤维生产工艺碳纤维生产工艺什么是碳纤维？•碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料•具有轻质、高强度和耐高温等特点•广泛应用于航空航天、汽车制造、运动器材等领域碳纤维的生产过程1.原材料准备–通过高纯度的有机纤维素材料制备–常用原料有聚丙烯、聚酰亚胺等2.纤维化–将原材料经过高温处理，得到高纯度的纤维素–纤维化过程中，通过拉伸、溶剂处理等方法使纤维排列有序3.碳化–将纤维素经过高温处理，去除非碳元素–碳化过程中，控制温度和时间是关键4.织造–将碳化后的纤维进行编织或织布–不同的织造方式可得到不同的碳纤维布料5.浸渍–将织造好的碳纤维布料浸渍于树脂中–树脂可以增加碳纤维的强度和稳定性6.固化–经过浸渍的碳纤维布料在高温下进行固化–固化后的碳纤维材料具有更好的强度和硬度7.加工–根据需求，对碳纤维材料进行切割、成型、打孔等加工工艺–制成各种形状和尺寸的碳纤维制品碳纤维生产工艺的发展趋势•自动化技术的应用–机器人在纤维化、碳化等工序中的运用，提高生产效率和质量•环保型工艺的研究–减少对环境的污染，降低能耗，提高资源利用率•先进材料的探索–发掘新型的纤维素原料，提高碳纤维的性能和应用领域•多学科交叉的研究–结合材料科学、化学、机械工程等专业知识，推动碳纤维生产工艺的创新结语碳纤维生产工艺是一个复杂的过程，涉及多个环节和技术。
随着技术的发展，碳纤维的应用领域将会更加广泛。
我们期待未来碳纤维工艺的不断创新和改进，为各个行业带来更多突破和发展机遇。
碳纤维的应用领域航空航天领域•碳纤维的轻质高强度特性使其成为航空航天领域首选材料•用于制造飞机机身、翼尖、舵面和发动机零部件等•可降低飞机重量、提高燃油效率和飞行性能汽车制造领域•碳纤维的高强度和刚度可以增加汽车的结构强度和安全性•用于制造车身、座椅、悬挂系统和刹车盘等部件•可减轻汽车重量、提高燃油经济性和驾驶性能运动器材领域•碳纤维制品在运动器材领域具有广泛应用•用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车车架等•可降低器材重量、提升运动员的表现和舒适度建筑领域•碳纤维材料在建筑领域的应用也逐渐增多•用于制造建筑外墙、桁架结构和桥梁等•可提高建筑结构的稳定性、延长使用寿命其他领域•碳纤维材料还广泛应用于船舶制造、电子设备、医疗器械等领域•具有很大的市场潜力和发展空间结语碳纤维的生产工艺是实现其广泛应用的基础。
碳纤维生产工艺流程
碳纤维生产工艺流程碳纤维是一种轻质、高强度的材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，因此在航空航天、汽车、体育用品等领域得到广泛应用。
碳纤维的生产工艺流程是一个复杂的过程，包括原材料的准备、纤维化、预浸料制备、成型、固化等多个环节。
本文将介绍碳纤维生产的整个工艺流程。
1. 原材料准备。
碳纤维的原材料主要是聚丙烯或聚丙烯酰胺纤维，通常以聚丙烯为主。
在生产过程中，首先需要将聚丙烯经过一系列的化学处理，如氧化、碳化等，最终形成碳纤维原料。
2. 纤维化。
纤维化是将碳纤维原料进行拉伸、加热等处理，使其成为细长的纤维。
这一过程需要严格控制温度、拉伸速度等参数，以确保纤维的质量和性能。
3. 预浸料制备。
预浸料是将碳纤维与树脂或其他增强材料预先混合，形成固态的复合材料。
预浸料的制备需要精确控制材料的配比、搅拌时间、温度等参数，以确保最终产品的性能。
4. 成型。
成型是将预浸料放入模具中，经过加热、压缩等处理，使其成型成所需的形状。
成型过程需要考虑材料的流动性、收缩率等因素，以确保成型品的尺寸和形状精度。
5. 固化。
固化是将成型后的产品在一定温度下进行热固化或化学固化，使树脂与纤维之间形成牢固的化学键，从而提高产品的强度和硬度。
6. 表面处理。
最后，碳纤维制品需要进行表面处理，如打磨、涂层等，以提高其外观质量和耐用性。
以上就是碳纤维生产的工艺流程，每个环节都需要精密的控制和操作，以确保最终产品的质量和性能。
随着技术的不断进步，碳纤维生产工艺也在不断改进和完善，相信未来碳纤维制品将会得到更广泛的应用。
碳纤维工艺流程
碳纤维工艺流程
《碳纤维工艺流程》
碳纤维是一种轻、密度低、强度高的先进材料，因其优良的性能被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
碳纤维制品的制造工艺流程相对复杂，需要经历多道工序才能完成最终的制品。
以下是碳纤维制品的工艺流程：
1. 纱线制备：碳纤维的生产始于聚丙烯纤维树脂制备，然后通过高温裂解和氧化后得到碳纤维纱线。
这个步骤决定了纤维的质量和性能。
2. 预浸料制备：将碳纤维纱线浸渍于环氧树脂中，使其充分浸透。
然后经过挤出和固化，得到具有一定厚度和强度的预浸料。
3. 成型：将预浸料放置于模具中，经过真空吸塑或加压成型，使得碳纤维布与树脂充分结合，形成预定形状的制品。
4. 固化：将成型后的制品放入高温烤箱中进行固化，使树脂充分硬化，确保碳纤维制品具有足够的强度和刚度。
5. 表面处理：对固化后的碳纤维制品进行表面处理，包括打磨、清洁、涂层等工序，确保制品表面光滑、整洁。
6. 检验：对成品进行检验，检测其强度、密度、外观等指标是否符合要求，确保产品质量。
以上就是碳纤维制品的工艺流程，虽然具有较高的技术要求，但是随着碳纤维制品在各个领域的应用越来越广泛，碳纤维工艺也越发成熟，生产制品的质量也更加可靠。
碳纤维制备工艺简介
碳纤维制备工艺简介碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。
因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。
经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。
1，粘胶(纤维素)基碳纤维用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。
粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2，沥青基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。
从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。
高性能纤维的制备工艺
高性能纤维的制备工艺高性能纤维是指具有较高的强度、刚度和耐磨性能的纤维材料。
目前常见的高性能纤维包括碳纤维、芳纶纤维和芳纶浆粕纤维等。
下面将分别介绍这些高性能纤维的制备工艺。
1. 碳纤维的制备工艺：碳纤维是由聚丙烯腈纤维（PAN纤维）为原料制备而成的，制备工艺主要包括纤维原料的处理、纺纱、高温炭化和表面处理等几个主要步骤。
首先，通过对聚丙烯腈原料进行干燥、拉伸和热定型处理等，使其具备一定的结晶度和取向性，提高纤维的强度和刚度。
然后，将处理过的聚丙烯腈原料进行纺纱，形成母丝，并对母丝进行拉伸和撚合处理，得到细丝。
接下来，将细丝在高温炭化炉中进行炭化处理，使其脱除杂质和不稳定元素，形成高纯度的碳纤维。
最后，对碳纤维进行表面处理，如防氧化处理和增韧处理，以提高其耐磨性能和抗冲击性能。
2. 芳纶纤维的制备工艺：芳纶纤维是由芳香族聚酰胺类的高分子化合物为原料制备而成的，制备工艺主要包括原料的合成、纺丝、拉伸和热定型等几个主要步骤。
首先，通过对芳香族酰氯和芳香族胺类的反应合成芳纶纤维原料。
然后，将合成的芳纶原料进行溶解和纺丝处理，形成连续纤维流。
接下来，将连续纤维流进行拉伸和撚合处理，得到细丝。
最后，将细丝进行热定型处理，通过加热和拉伸使纤维结晶度和取向性增加，从而提高纤维的强度和刚度。
3. 芳纶浆粕纤维的制备工艺：芳纶浆粕纤维是由芳纶纤维浆粕为原料制备而成的，制备工艺主要包括纤维浆粕的制备、纺丝、拉伸和热定型等几个主要步骤。
首先，通过将芳纶纤维进行化学溶解和机械分散，得到纤维浆粕。
然后，将纤维浆粕进行滤波、浓缩和干燥处理，得到浆粕。
接下来，将纤维浆粕进行纺丝处理，形成连续纤维流。
然后，将连续纤维流进行拉伸和撚合处理，得到细丝。
最后，将细丝进行热定型处理，通过加热和拉伸使纤维结晶度和取向性增加，从而提高纤维的强度和刚度。
综上所述，高性能纤维的制备工艺主要包括原料处理、纺纱、拉伸、炭化（或热定型）和表面处理等几个主要步骤。
碳纤维的生产工艺
碳纤维的生产工艺碳纤维是一种由碳纤维束构成的复合材料，具有轻质、高强度和高刚度的特点。
它被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维的生产工艺则是实现这些优良性能的关键。
碳纤维的生产工艺可以分为三个主要步骤：原料制备、纺丝和热处理。
首先是原料制备。
碳纤维的主要原料是聚丙烯腈纤维（PAN纤维）。
PAN纤维是一种合成纤维，具有良好的拉伸强度和耐热性。
在制备碳纤维的过程中，PAN纤维经过预氧化、碳化和石墨化等处理步骤，最终转变为纯净的碳纤维。
接下来是纺丝过程。
纺丝是将PAN纤维转变为碳纤维的关键步骤。
首先，将PAN纤维浸泡在溶剂中，使其变得柔软。
然后，通过旋转和拉伸的方式，将PAN纤维拉伸成细丝。
在拉伸的过程中，溶剂逐渐挥发，使纤维变得更加紧密和均匀。
最后，将纤维进行卷绕和干燥，得到连续的碳纤维束。
最后是热处理过程。
热处理是使碳纤维获得优异性能的关键步骤。
首先，将碳纤维束置于高温炉中，进行碳化处理。
在碳化过程中，通过加热使纤维中的非碳元素（主要为氧、氮和氢）逸出，使纤维的碳含量增加，同时增强了纤维的结晶性和强度。
然后，将碳化后的纤维进行石墨化处理。
在石墨化过程中，通过再次加热，使纤维内部的结构更加有序，提高纤维的热导率和抗拉强度。
除了以上三个主要步骤，碳纤维的生产工艺中还包括纤维的表面处理和后续的加工工艺。
纤维的表面处理可以增加纤维与树脂之间的黏合力，提高复合材料的综合性能。
而后续的加工工艺则包括切割、编织、压制等步骤，将碳纤维制成各种形状和结构的零部件，以满足不同领域的需求。
总结起来，碳纤维的生产工艺是一个复杂而精细的过程。
通过原料制备、纺丝、热处理以及后续的表面处理和加工工艺，可以获得具有优异性能的碳纤维材料。
这种材料的应用前景广阔，将在未来的科技发展中发挥重要作用。
碳纤维怎么形成织物的原理
碳纤维怎么形成织物的原理
碳纤维形成织物的基本工艺流程和原理如下:
一、聚合和纺丝
1. 选用聚丙烯酸等有机聚合物作为原料,加入催化剂等辅料进行加热聚合,生成前体丝。
2. 将前体丝在空气气流中经过氧化和碳化处理,生成PAN基碳纤维丝。
3. 将碳纤维聚丝在油浴中拉伸,使分子链排列整齐,获得一定的强度。
二、纱线制备
1. 将单根碳纤维切成一定长度,通过梳理使纤维平行。
2. 将梳理后的纤维绒毛经过粘结、上胶等处理,制成粗细均匀的单丝束,即粗纱。
3. 经过抽细、捻绞等工序,使单丝捻在一起,提高强度,得到细纱线。
三、编织成布
1. 采用不同的编织方式,如平织、斜纹织等在机器上编织纱线。
2. 也可以将细纱线按需要进行缝编或编结,形成网状织物。
3. 织物最后进行热定型和表面处理,使纤维紧密结合,提升织物性能。
四、主要性能
1. 碳纤维织物具有高强度、高模量、低密度、高耐热性。
2. 织物结构稳定均匀,可按需制成各种形态。
3. 织物表面光滑,可进行各种后处理。
综上,是碳纤维从聚合、纺丝到织造的基本工艺流程。
严格控制每一环节条件,从而制成性能优异的碳纤维复合织物。
碳纤维的制备工艺
碳纤维的制备工艺
碳纤维的制备工艺通常包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适当的聚合物作为碳纤维的原料，常用的原料有涤纶、尼龙等。
将原料切割成适当的长度。
2. 预氧化：将原料放入预氧化炉中，在空气中加热至
200~300℃，使原料中的杂质和挥发物被除去，以及使原料发
生氧化反应，得到氧化纤维。
3. 炭化：将预氧化纤维放入高温炭化炉中，在无氧或低氧环境中加热至高温（通常在1000~3000℃之间），使纤维中的碳含
量增加，并形成具有碳纤维特性的结构。
4. 碳化纤维处理：将碳化纤维进行裁切和喷涂等处理，以改善其性能和尺寸。
5. 表面处理：对碳化纤维表面进行氧化处理、脱除残余杂质等，以提高其粘附力和界面性能，为后续的复合材料制备做好准备。
6. 喷涂涂层：将合适的聚合物涂覆在碳纤维表面，以增加其粘附力和保护纤维。
7. 纺丝：将碳化纤维通过纺丝机进行拉伸和整形，得到所需的碳纤维纱线。
以上是碳纤维的基本制备工艺，不同的工艺可能会有所差异，具体的工艺参数和步骤会因不同厂商或生产要求而有所不同。
碳纤维产品生产工艺
碳纤维产品生产工艺碳纤维产品生产工艺是指生产碳纤维产品时所采用的一系列制造方法和流程。
碳纤维产品生产工艺主要包括材料选择、原丝生产、预浸料制备、复合工艺、热处理和后续加工等环节。
首先，材料选择是碳纤维产品生产的第一步。
根据产品的需求和性能要求，选择适合的碳纤维型号和品牌。
碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，可以替代传统材料在航空航天、汽车、体育器材等领域应用。
其次，原丝生产是指将碳纤维进行拉丝处理，形成细而均匀的纤维。
原丝的质量和性能直接影响到最终产品的质量和性能。
原丝的拉伸过程需要控制好拉力和拉伸速度，以保证纤维的细度和拉伸强度。
然后，预浸料制备是将原丝与树脂进行浸润和固化的过程。
树脂可以提高碳纤维的弯曲强度和耐磨性，同时增加产品的韧性和可塑性。
预浸料的制备需要控制好树脂的配比和浸润时间，保证纤维与树脂之间的结合力和均匀性。
接下来，复合工艺是将预浸料制备好的纤维进行覆盖和叠层的过程。
复合工艺可以通过不同的覆盖方式和叠层厚度，调整产品的强度和刚性。
复合工艺的关键是控制纤维的排列和纤维之间的结合状态，避免出现层间剥离和纤维错位等问题。
然后，热处理是将复合好的产品进行高温热处理的过程。
热处理可以增加产品的强度和耐热性，同时调整产品的硬度和韧性。
热处理的温度和时间需要根据产品的要求和热处理设备的特性来确定。
最后，后续加工是指将热处理好的产品进行裁剪、打磨、组装等工序，形成最终的碳纤维产品。
后续加工可以根据产品的形状和尺寸，使用不同的工艺和设备进行加工。
加工过程需要注意避免产生热量和机械应力，以免对产品造成损伤。
综上所述，碳纤维产品生产工艺主要包括材料选择、原丝生产、预浸料制备、复合工艺、热处理和后续加工等环节。
通过优化和控制每个环节中的参数和工艺，可以获得质量稳定、性能优良的碳纤维产品。
汽配碳纤维生产工艺讲解
汽配碳纤维生产工艺讲解
汽配碳纤维生产工艺是一种先进的复合材料制造技术，主要用于汽车配件的制造。
该工艺采用高温高压的方法将碳纤维和树脂复合而成，具有轻质高强度、耐腐蚀等优点。
下面将对汽配碳纤维生产工艺进行详细讲解。
1. 碳纤维制备：首先需要采用聚丙烯或聚丙烯腈等高分子材料进行纺丝制备碳纤维。
在纤维成型过程中需要控制温度、拉伸速度等参数，以获得高质量的碳纤维。
2. 树脂制备：选择合适的树脂体系，如环氧树脂、聚酰亚胺树脂等，并进行混合、溶解、过滤等处理，以制备出高质量的树脂体系。
3. 碳纤维预处理：对碳纤维进行表面处理，如酸洗、氧化等，以增加其与树脂间的粘附力。
4. 树脂浸渍：将预处理过的碳纤维放入树脂中进行浸渍，并挤压去除多余的树脂，以获得均匀的树脂含量。
5. 成型：将浸渍好的碳纤维放入模具中进行成型，通过加热和压力使其固化成型。
6. 后处理：将成型好的汽配碳纤维进行后处理，如修整、加固等，以获得最终的成品。
总之，汽配碳纤维生产工艺是一项复杂的制造技术，需要严格控制各个环节的参数和质量，以获得高质量的汽车配件。
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碳纤维制备工艺简介碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。
因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。
经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。
1，粘胶(纤维素)基碳纤维用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。
粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2，沥青基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。
从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。
目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。
1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。
1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。
我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。
3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。
所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。
PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。
图1 PAN 基碳纤维的生产流程在一定的聚合条件下，丙稀腈（AN ）在引发剂的自由基作用下，双键被打开，并彼此连接为线型聚丙烯腈（PAN ）大分子链，同时释放出17.5kcal/mol 的热量，即nCH 2=CH 2—CH)n + 17.5kcal/molCN CN生成的聚丙烯腈(PAN)纺丝液经过湿法纺丝或干喷湿纺等纺丝工艺后即可得到PAN 原丝。
预氧化和炭化过程生产线示意图如图2所示。
图2 预氧化和炭化过程生产线示意图如图2所示，PAN 原丝经整经后，送入1＃预氧化炉、2＃预氧化炉制得预氧化纤维（俗称预氧丝）；预氧丝进入低温炭化炉、高温炭化制得碳纤维；碳纤维经表面处理、上浆即得到碳纤维产品。
全过程连续进行，任何一道工序出现问题都会影响稳定生产和碳纤维产品的质量。
全过程流程长、工序多，是多学科、多技术的集成。
均聚PAN 的玻璃化温度（T g ）为104℃，没有软化点，在317℃分解，共聚PAN 的T g 大约在85～100℃范围内，共聚组分不同、共聚量的差异，使T g随之变化。
共聚含量越多，T g越低。
预氧化的温度控制在玻璃化温度和裂解温度之间，即200～300℃之间。
预氧化的目的是使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在炭化高温下不熔不燃、保持纤维形态，热力学处于稳定状态。
预氧化的梯形结构使炭化效率显著提高，大大降低了生产成本。
同时，预氧丝（预氧化纤维OF）也是一种重要的中间产品，经深加工可制成多种产品，直接进入市场，并已在许多领域得到实际应用。
PAN原丝经预氧化处理后转化为耐热梯形结构，再经过低温炭化（300～1000℃）和高温炭化（1000～1800℃）转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。
在这一结构转化过程中，较小的梯形结构单元进一步进行交联、缩聚，且伴随热解，在向乱层石墨结构转化的同时释放出许多小分子副产物。
同时，非碳元素O、N、H逐步被排除，C逐渐富集，最终形成含碳量90％以上的碳纤维。
另外，通过对碳纤维的进一步石墨化还可以获得高模量石墨纤维或高强度高模的MJ系列的高性能碳纤维。
即在2000～3000℃高的热处理温度(HTT)下牵伸石墨化，使碳纤维由无定型、乱层石墨结构向三维石墨结构转化。
对于碳纤维来说，预氧化时间为近百分钟，炭化时间为几分钟，石墨化时间较短，一般只有几秒到数十秒。
二、技术要点1、实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。
碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始，实现一条龙生产。
原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本。
优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件，这是多年经验的总结。
2、杂质缺陷最少化，这是提高碳纤维拉伸强度的根本措施，也是科技工作者研究的热门课题。
在某种意义上说，提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。
3、在预氧化过程中，保证均质化的前提下，尽可能缩短预氧化时间。
这是降低生产成本的方向性课题。
4、研究高温技术和高温设备以及相关的重要构件。
高温炭化温度一般在1300～1800℃，石墨化一般在2500～3000℃。
在如此高的温度下操作，既要连续运行、又要提高设备的使用寿命，所以研究新一代高温技术和高温设备就显得格外重要。
如在惰性气体保护、无氧状态下进行的微波、等离子和感应加热等技术。
三、高温设备1、预氧化炉目前，大型预氧化炉采用多层运行方式以提高生产效率。
这些大型预氧化炉按照加热空气的组件在预氧化炉的内部与外部的区别可以分为内热循环式和外热循环式两种。
外热式可利用废气进行再次热交换，利于节能，如日本东丽公司的千吨级预氧化装置就为该形式；而内热循环由于受热风均匀性限制，一般应用于小型或试验线中。
图3为一种外热循环式预氧化炉示意图。
图3 外热式预氧化炉示意图图3所示的预氧化炉均为钢板框架焊接结构，分为三层，热风从顶部进入炉膛，通过上层炉体安装的孔板，形成一定的温度梯度，均匀穿过丝束，使丝束发生预氧化反应，从下层的循环风出口通过过滤和再加热后，从顶部循环进入。
为控制进入炉膛内部的热空气量，上部炉体设有解压门(见图示)，压力到设定值时，解压门自动打开卸荷。
由于PAN原丝易蓄热，造成过热而引起失火，故在上部炉体没有消防喷水管路。
由于炉体高大，故内部设有走台。
中部炉体部分在操作侧设有移动门，移动门可正向移出，移动门上设有透明观察窗口，便于观察丝束预氧化情况。
由于该种形式的辊体在炉膛外部，因此在炉膛与外界之间设有预热室，预热室内部的热风循环系统是单独分开的。
2、炭化设备炭化炉一般分为低温炭化炉（300～1000℃）和高温炭化炉（1000～1800℃）两种。
预氧丝先经过低温炭化炉，然后再进入高温炭化炉，两者形成温度梯度，以适应纤维结构的转化。
低温炭化炉如图4，图5所示。
图4 低温碳化炉的结构示意图图5 百吨级碳纤维生产线的低温碳化炉示意图高温炭化炉如图6所示。
图6 高温碳化炉的结构示意图将耐热梯型结构的有机预氧丝经过高温热处理转化为含碳量在92％以上的无机碳纤维，实现这一转化的关键设备是碳化炉。
工程实践与研究表明：其核心技术是宽口碳化炉及其配套的迷宫密封、废气排除和牵伸系统。
对于百吨级碳纤维生产线，炉口宽度需在1 m以上，而且要正压操作，就需非接触式迷宫密封装置；为使热解废气不污染纤维，排除系统要畅通而瞬时排出；牵伸系统则是制造高性能碳纤维重要手段。
3、石墨化炉目前使用的石墨化炉大多是以石墨管为发热体的卧式炉，图5为一种塔姆式石墨化炉示意图。
图5 塔姆式石墨化炉示意图1－发热体；2，2’－街头部；3，3’－水冷电极；4－保护管；5，5’－绝缘部；6，7－隔热层；8－外壳；9，9’－密封装置；10，10’－丝束通道另外，还有以高能等离子体为热源的石墨化炉、高频石墨化炉，分别如图6，图7所示。
图6 等离子体石墨化炉示意图1－等离子枪； 2－筐体容器； 3－石墨保护管； 4－碳纤维筒； 5－碳纤维； 6－石墨纤维收丝筒；7－惰性气体入口； 8－温度计； 9－石墨保护管支架； 10－等离子流； 11－凹口； 12－惰性气体图7 高频石墨化炉示意图1－电源； 2－真空电容； 3－同轴空腔耦合器； 4－石英反应管； 5－馈线三通； 6－保护气入口附参考文献1,贺福.碳纤维及其应用技术[M].北京:化学工业出版社,2004．2,张跃,陈英斌.聚丙烯腈基碳纤维的研究进展[J].纤维复合材料,2009,26(1):7-10.3,肖建文,方静,孙立.聚丙烯腈原丝碳化反应机理综述[J].高科技纤维与应用,2005,30(1):24-27.4,周冬凤.碳纤维生产中的预氧化及预氧化设备简介[J].设备电器,2008,(10):46-48.5,贺福,李润民.生产碳纤维的关键设备—碳化炉[J].高科技纤维与应用,2006,31(4):16-24.附图：日本东丽公司碳纤维和石墨纤维的性能。