碳纤维的制作过程
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。
锻碳纤维制作工艺流程
锻碳纤维制作工艺流程
锻造碳纤维的过程可以分为以下几个步骤：
1. 预制碳纤维坯料：首先需要为应用选择合适的碳纤维纱线，然后将其缠绕在模具上制成碳纤维布。
再将碳纤维布经过树脂浸渍固化，制成碳纤维复合材料坯料。
这种碳纤维坯料具有优异的力学性能，并且密度轻、耐腐蚀、不易变形等特点。
2. 预浸料制备：将碳纤维与树脂等预浸料混合，形成预浸料，通常需要在低温下储存。
碳纤维预浸料的制备是制作碳纤维制品的关键步骤之一，影响
着制品的性能和质量。
3. 成型工艺：将预浸料放入模具中，进行成型。
常见的成型工艺包括手工层叠法、压塑法、自动化纺织成型法等。
手工层叠法是较为简单的工艺，适用于小批量生产和复杂形状的制品，但其生产效率较低。
压塑法采用模压成型，可以生产大尺寸、厚度均匀的板材和壳体等制品。
自动化纺织成型法则采用机器纺织的方式，可以生产连续性的复杂形状的制品。
4. 固化工艺：成型后的碳纤维制品需要经过固化工艺，以使预浸料中的树脂能够充分固化。
固化可以采用热固化、辐射固化等方式。
热固化需要将成型后的制品放入高温烤箱中进行加热，使树脂固化。
辐射固化则是通过紫外线或电子束等方式使树脂固化。
固化过程中需要控制温度和时间，以确保树脂能够充分固化，从而使制品具有良好的力学性能和稳定性。
锻造碳纤维的过程比较复杂，且对温度和时间的控制要求较高，建议咨询专业人士或查阅专业书籍，获取更全面的信息。
碳纤维球拍的制作工艺与流程
碳纤维球拍的制作工艺与流程第一步：设计球拍模型在制作碳纤维球拍之前，首先需要设计球拍的模型。
设计师会根据球拍的用途和需求，制定出适合的球拍模型，包括外形、重量、弯曲度等参数。
第二步：制作球拍模具根据球拍的模型，制作特制的球拍模具。
球拍模具通常采用金属或复合材料制作，以确保模具的耐用性和精度。
第三步：剪裁碳纤维布料按照球拍模具的形状和尺寸，将碳纤维布料剪裁成相应形状。
碳纤维布料通常是由多层预浸碳纤维纱线编织而成，具有高强度和轻质的特点。
第四步：注树脂将碳纤维布料放置在球拍模具中，在布料上均匀涂抹环氧树脂。
树脂的选择通常是根据球拍的需求和使用条件确定的，以确保球拍具有所需的强度和耐用性。
第五步：层叠和压实将多层碳纤维布料依次叠放在球拍模具中，同时施加压力，使碳纤维布料充分浸透并与树脂结合。
这一步骤可以重复多次，以增加球拍的强度和坚固性。
第六步：固化将球拍放入固化室中，以加热和加压的方式进行固化。
固化室中的高温和压力可以促使树脂与碳纤维布料达到更好的结合效果，形成一个坚硬的球拍框架。
第七步：表面处理将球拍从模具中取出后，需要进行表面处理。
在此步骤中，球拍的表面会进行打磨和抛光，以达到光滑和美观的效果。
第八步：上漆和装配球拍的表面可以根据需要进行上漆，增强外观和保护球拍。
同时，球拍的其他部件，如握把、弦线等，也会在此步骤中进行安装和调整。
第九步：品质检测最后，制造商会对球拍进行严格的品质检测，确保球拍符合标准和要求。
品质检测通常包括弯曲度测试、重量测试、强度测试等。
以上所述是碳纤维球拍的制作工艺与流程，这些步骤可以确保球拍具有高强度、轻量、坚固和优雅的外观。
制造商在每个步骤中都需要高度关注质量控制，以确保生产出优质的碳纤维球拍。
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。
碳纤维结构件制作步骤
碳纤维结构件制作步骤一、设计与规划碳纤维结构件的制作首先需要进行设计与规划。
根据实际应用需求，确定结构件的形状、尺寸、强度要求等。
同时，需要考虑材料的选择、制作工艺以及后续加工工序等因素。
二、原材料准备碳纤维结构件的制作所需的主要原材料是碳纤维布和环氧树脂。
碳纤维布是由高强度的碳纤维纱编织而成，具有轻质、高强度等特点。
环氧树脂是一种高分子材料，具有良好的粘结性和耐腐蚀性。
三、模具制作模具是制作碳纤维结构件的关键工具。
根据设计要求，制作合适的模具，通常采用金属或者复合材料制作。
模具的制作需要考虑结构件的形状、尺寸以及后续加工工序等因素。
四、布料切割将碳纤维布按照设计要求进行切割。
切割过程中需要注意布料的纤维方向，确保纤维的走向与结构件的受力方向一致。
切割后的碳纤维布需要进行标记，以便后续的拼接工作。
五、布料拼接将切割好的碳纤维布按照设计要求进行拼接。
拼接过程中需要使用特殊的胶水或者环氧树脂进行粘合。
拼接工作需要保证拼接处的强度和密封性，确保整个结构件的性能。
六、真空吸塑将拼接完成的碳纤维布放置在模具中，然后使用真空吸塑设备将其吸附在模具上。
真空吸塑可以有效地排除空气，确保碳纤维布与模具之间的贴合度，同时也可以提高结构件的强度和密封性。
七、固化与硬化将真空吸塑后的结构件放置在恰当的温度和湿度条件下进行固化与硬化。
通常使用烘箱或者其他加热设备进行加热处理。
固化和硬化的过程中，环氧树脂会发生化学反应，形成坚硬的结构。
八、修整与加工固化和硬化后的碳纤维结构件可能存在一些表面不光滑或者凹凸不平的情况。
因此，需要进行修整和加工。
可以使用砂纸或者其他研磨工具对结构件进行打磨，使其表面光滑平整。
九、表面处理为了增加结构件的美观性和耐腐蚀性，可以对其进行表面处理。
常见的表面处理方法包括喷涂、电镀、阳极氧化等。
根据实际需求，选择合适的表面处理方式进行处理。
十、质量检验制作完成的碳纤维结构件需要进行质量检验。
主要包括外观检查、尺寸检测、强度测试等。
碳纤维是如何制造的？
碳纤维是如何制造的？碳纤维是一种非常令人兴奋的材料，经常用于航空领域和运动耐久性的工业领域。
探讨了如何使用碳纤维制造产品的流程，可以有助于提高碳纤维制品的品质。
一、碳纤维材料的准备碳纤维的制作首先需要准备材料，包括合成纤维、填充料，以及其他配料。
合成纤维通常由多种碳原料结合而成，如特种炭和石墨等，这些原料有着不同的性质，可以满足不同功能性要求。
填充料提供了碳纤维材料更加坚韧的结构，它可以提高碳纤维产品的划分性和耐久性。
其他配料，如环氧树脂、聚氨酯树脂、树脂粘合剂等，可以增加碳纤维产品的凝胶强度。
二、拉伸织物和接缝处理拉伸织物是将原料和填充料混合在一起，然后利用拉伸机拉伸成一层织物。
这种织物的拉伸强度非常重要，因此，制造过程中会严格控制拉伸时间和拉伸力度，以控制碳纤维产品的强度和弹性。
接缝处理也是碳纤维制品制造过程中重要的一环，将拉伸出来的织物进行拼接，形成最终产品的外形。
经过接缝处理，可以实现合理控制碳纤维产品的完整性和密度，从而提高碳纤维产品的耐久性。
三、热压成型热压成型是碳纤维材料被制作成更具体的产品的重要程序，通常需要将织物通过热压机模压成所需要的形状。
热压过程需要使用温度非常高的压力，经过多次周转压力和减压，最终成型出最终的碳纤维产品。
在此过程中，还可以完成对偶层薄膜的涂层，增加产品防护性能。
四、外观处理最后，一部分有外观要求的碳纤维产品还要经过外观处理，包括喷漆、喷涂性能涂料、电镀等。
这些外观处理有助于碳纤维产品在外观上的美观，同时还可以增加碳纤维产品的耐用性，减少对产品的污染。
总之，以上就是碳纤维的制造流程，它可以让碳纤维具有高强度和高耐久性，可以应用于各种行业。
通过了解碳纤维的制作流程，可以更好地提升碳纤维产品的质量，提供更坚固、更耐用的产品。
碳纤维制品是怎么生产的？
碳纤维制品是怎么生产的？越来越多的人现在都会使用碳纤维制品，但是大家可能没怎么想过它是怎么生产的。
下面我们就一起来探讨一下碳纤维制品制作的过程：一、原料筛选：1. 碳纤维的原料大多为玻璃纤维或聚酯纤维，由于这些原料的性能都是良好的，因此在碳纤维材料设计过程中必须仔细筛选适当的原料，以满足设计要求；2. 聚酯纤维粘接剂主要采用溶剂类粘接剂，或者是热熔类粘接剂；3. 根据不同的碳纤维，采用不同的方式来筛选原料，以确保最终的碳纤维制品的均匀度和性能。
二、聚酯纤维或玻璃纤维的加工：1. 碳纤维原料一般采用玻璃纤维或聚酯纤维，这些纤维在加工之前需要经过高温熔融和压延以获得高熔点；2. 将聚酯纤维及玻璃纤维进行熔融处理，使所有纤维均匀地熔合在一起，这样可以有效提高碳纤维的强度及耐磨性；3. 进行碳纤维成型和拉伸处理，从而使碳纤维的细度和结构更加均匀细致；4. 最后进行检测、改良等处理，根据客户要求处理，以确保达到各项指标。
三、碳纤维制品的成型：1. 碳纤维原料处理完毕后，按照特定成型工艺进行成型，分为转矩弯曲成型和压力弯曲成型；2. 所有碳纤维制品的尺寸和弯曲度都是按照客户的定制需求生产的；3. 碳纤维制品表面需要进行上色或磨光处理，以增强外观效果和耐用性；4. 最后完成碳纤维制品的成型，保证其可以满足客户需求。
四、碳纤维制品的检验：1. 在碳纤维制品成型后，要进行全面的严格测试，确保它能够满足客户的要求；2. 一般从零件总体表面、强度试验、化学效果、蠕变实验、抗压试验等方面进行检验；3. 如果符合要求，则直接发货，如果不符合要求，则必须重新加工，以确保最终的碳纤维成品能够满足市场的需求。
以上就是生产碳纤维制品的全部流程，经过上述的步骤，碳纤维制品就能够达到客户的质量要求，获得良好的应用效果，在人们的日常生活中发挥重要的作用。
碳纤维的织造工艺流程
碳纤维的织造工艺流程碳纤维织造呀，那可老有趣啦。
碳纤维织造工艺流程有不少环节呢。
一、碳纤维原丝准备。
碳纤维织造的第一步得有好的原丝。
这原丝就像是盖房子的砖头一样重要。
原丝的质量直接影响后面织造出来的碳纤维成品的质量。
这些原丝是经过特殊工艺制造出来的，一般都要求具有很高的强度和很好的柔韧性。
在准备原丝的时候，要仔细检查原丝有没有缺陷，就像我们挑水果得挑没有坏的地方一样。
如果原丝有问题，那后面织造出来的东西可能就会出现各种小毛病，比如说容易断裂或者结构不均匀之类的。
二、预浸料制作。
有了原丝之后呢，就开始制作预浸料啦。
这预浸料就是把原丝和树脂等材料混合在一起。
这个过程就像是给原丝穿上一层保护衣，同时也是让它们能够更好地结合在一起。
制作预浸料的时候呀，要特别注意树脂的用量和均匀度。
树脂太多了，碳纤维可能就会变得太硬，失去了它原本该有的柔韧性；树脂太少呢，原丝之间的结合就不牢固，就像一群小伙伴手拉手，但是拉得不够紧一样。
而且呀，在混合的时候要慢慢地、均匀地搅拌，就像我们搅拌咖啡一样，得让每一根原丝都能均匀地裹上树脂。
三、织造过程。
接下来就是真正的织造环节啦。
这织造就像我们织毛衣一样，不过可比织毛衣复杂多啦。
碳纤维织造有不同的方法，像机织、针织和编织等。
机织的话就像是用机器织布一样，按照一定的规律把碳纤维原丝或者预浸料织成想要的形状。
针织就更有技巧性了，就像我们用针织围巾那种感觉，不过这是在更精密的机器上操作。
编织呢，就像是编辫子，把碳纤维按照特定的方式编起来。
在织造的过程中，要时刻关注机器的运行情况，要是机器出了点小故障，就像我们走路突然崴了脚一样，那织出来的碳纤维可能就会有瑕疵。
而且呀，不同的织造方法织出来的碳纤维在性能上也会有一些差别，要根据实际的需求来选择合适的织造方法。
四、后处理。
织造完成之后，还不能算大功告成哦，还有后处理这个环节呢。
后处理就像是给碳纤维做个全身检查和美容一样。
要对织造好的碳纤维进行检验，看看有没有织造过程中产生的缺陷，比如说有没有织歪了，或者有没有地方结合不紧密。
碳纤维制作方法
碳纤维制作方法1. 前言碳纤维是一种轻质高强度材料，因其在航空航天、汽车、体育用品等领域的广泛应用而备受关注。
碳纤维具有优异的力学性能、耐腐蚀性和高温稳定性，且重量轻、刚度高，因此被广泛使用。
本文将介绍碳纤维的制作方法，包括原材料的选择、纤维制备、树脂浸渍、成型与固化等步骤。
2. 原材料选择碳纤维的制作主要使用碳纤维预浸料或碳纤维纱线，预浸料指的是已经预先浸渍有树脂的碳纤维纱，而纱线则是未经浸渍的碳纤维。
选择适当的碳纤维原材料是制作高性能碳纤维产品的关键。
根据具体的使用需求和性能要求，可以选择适当的碳纤维纱线或预浸料。
常用的碳纤维有高模量碳纤维、高强度碳纤维和中间模量碳纤维。
3. 纤维制备碳纤维制备是将碳纤维原材料经过一系列处理工艺加工成纤维束的过程。
纤维制备的主要步骤包括原材料预处理、纺丝、拉伸和热处理。
首先，将碳纤维原材料进行预处理，包括去除杂质和控制纤维的直径和长度。
然后，经过纺丝过程将预处理后的原材料拉伸成细纤维。
最后，通过热处理来提高纤维的力学性能和稳定性。
4. 树脂浸渍树脂浸渍是将碳纤维纱浸泡在树脂中，以使树脂充分渗透到纤维束中，形成树脂基体。
树脂浸渍的目的是提高碳纤维的力学性能、耐环境性能和耐温性能。
树脂浸渍的方法有多种，常见的包括喷淋、浸渍和浸渍挤出。
根据具体的使用需求和工艺要求，选择合适的树脂浸渍方法。
5. 成型与固化成型与固化是将浸渍好的纤维束按照所需的形状进行定型，并通过固化过程将树脂硬化。
成型与固化的方法有很多，常见的包括手工层叠、压模成型和自动化机械成型。
在成型过程中，需要根据设计要求和产品需求进行层叠布置、纤维定向和纤维量控制。
然后，通过加热或加压等方式促进树脂的固化反应，最终得到成型后的碳纤维产品。
6. 后续处理制作完成的碳纤维产品还需要进行后续处理，包括修整、修磨和表面处理等。
这些处理过程旨在提高产品的表面质量、尺寸精度和装配性能。
修整是将成型后的产品修剪成所需的尺寸和形状。
碳纤维工艺流程
碳纤维工艺流程
碳纤维是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，因其优异的性能
在航空航天、汽车、运动器材等领域得到广泛应用。
碳纤维制品的
工艺流程是制作碳纤维制品的基础，下面将介绍碳纤维工艺的主要
流程。
首先，碳纤维的生产需要原料——聚丙烯腈纤维。
聚丙烯腈纤
维是碳纤维的原料，它是通过聚合物化学合成得到的一种合成纤维。
在碳纤维的生产过程中，聚丙烯腈纤维是不可或缺的原材料。
接下来，原料的预处理是非常重要的一步。
在预处理过程中，
聚丙烯腈纤维会经过拉伸、热处理等工艺，以改变其结构和性能，
为后续的碳化处理做好准备。
然后，是碳化处理。
碳化处理是将经过预处理的聚丙烯腈纤维
放入高温炉中进行热解，使其发生碳化反应，逐渐形成碳纤维的过程。
碳化处理是制备碳纤维的关键步骤，其温度、时间和气氛控制
都对碳纤维的质量和性能有着重要影响。
接着，碳纤维的表面处理也是不可忽视的一环。
通过表面处理，
可以改善碳纤维的表面性能，增强其与树脂基体的粘接性能，从而提高碳纤维复合材料的性能。
最后，是成品的制备。
经过以上工艺步骤，碳纤维就可以用于制备各种碳纤维制品，如碳纤维板、碳纤维管、碳纤维布等。
制备过程中需要根据具体的制品要求，选择合适的成型工艺，如压制、浸渍、缠绕等。
总的来说，碳纤维的工艺流程包括原料准备、预处理、碳化处理、表面处理和成品制备。
这些工艺步骤相互联系、相互制约，共同构成了碳纤维制品生产的全过程。
通过不断改进工艺流程，提高生产效率和产品质量，可以更好地满足市场需求，推动碳纤维行业的发展。
碳纤维的制作过程
碳纤维的制作过程碳纤维是一种由碳纤维组成的高强度、轻质材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
下面将详细介绍碳纤维的制作过程。
1.原材料选择：碳纤维的主要原料是聚丙烯腈（PAN）纤维。
PAN纤维是一种合成纤维，通常以聚丙烯腈树脂为原料，通过纺丝工艺制成。
PAN纤维具有高拉伸强度和刚度，是制备高性能碳纤维的理想原料。
2.纺丝：将PAN纤维溶解在溶剂中，形成聚合物浆料。
然后，通过纺丝工艺将浆料抽丝成纤维。
纤维的直径决定了后续碳化过程中的晶体结构和性能。
3.预氧化：将纺丝得到的PAN纤维进行预氧化处理。
预氧化是将纤维加热到300-500摄氏度，在氧气中氧化纤维表面，形成氧化PAN（OPAN）。
预氧化过程中，氧气会引入纤维内部，增加纤维的热稳定性和导电性，为后续的碳化提供条件。
4.碳化：经过预氧化处理的PAN纤维，接下来需要进行碳化。
碳化是在高温下（1000-2000摄氏度）进行的热处理过程，以去除纤维中的非碳元素，使其纯化为碳纤维。
碳化过程中，纤维内部的非碳元素会脱除，形成具有具有多孔结构的无定形碳物质。
5.图纸定型：碳化得到的纤维具有多孔结构，无法用于制造实际产品。
因此，需要进行图纸定型，即通过在高温和压力下对纤维进行再烧结，使其形成致密的结晶结构和规则的纤维形状。
这一步骤可以提高纤维的强度和刚度。
6.热处理：经过图纸定型的碳纤维，需要进行热处理来改善其性能。
热处理是通过在高温下进行漫长的时间持续加热来调控纤维的结构和性能。
热处理可以提高碳纤维的强度、模量和热稳定性。
7.表面处理：最后，对碳纤维进行表面处理以增强其粘结性和耐腐蚀性。
表面处理可以通过刷涂或浸渍一层树脂来实现。
树脂可以填充纤维之间的空隙，并与颜料和填料结合，增加纤维与胶粘剂或基体材料的粘结力。
综上所述，碳纤维的制作过程涉及原材料选择、纺丝、预氧化、碳化、图纸定型、热处理和表面处理。
这一系列的工艺步骤可以使PAN纤维转化为具有高强度、轻质和化学稳定性的碳纤维，广泛应用于各个领域。
碳纤维的制备方法
碳纤维的制备方法
碳纤维的制备方法通常包括以下步骤：
1. 原料制备：常用的原料包括聚丙烯腈（PAN）纤维、天然纤维或石墨等。
PAN 纤维是制备碳纤维最常用的原料。
2. 氧化：将原料纤维经过氧化处理，在高温下进行氧化反应，将纤维中的杂质和不稳定性成分去除，形成氧化纤维。
这一步通常在气氛中进行。
3. 碳化：将氧化纤维在高温下进行碳化反应，使纤维中的有机分子转变为碳元素。
碳化过程通常在惰性气氛中进行，以避免纤维的氧化。
4. 热处理：将碳化纤维在高温下进行热处理，以提高碳纤维的物理和力学性能。
5. 表面处理：将碳纤维进行表面处理，以增加其表面活性和与基体材料的粘附性能。
以上是碳纤维的一般制备方法，不同的制备方法可能会有所差异。
此外，还可以采用其他方法如浸渍法、化学气相沉积法（CVD）等来制备碳纤维。
碳纤维的制作过程
无强度损失 无强度损失
3170 2720
收缩率(%) 热膨胀系数(10-6 ℃-1)
纵向 0~1000℃ 横向0~100℃ 室温比热容[J/(g·℃)]
4×10-4
12 59 1.42
拉伸模量(GPa) 在室温下16个月
无强度损失
室温导热系数[W/(m ·K)]
高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度
纤维旳苯环构造，使它旳分子链难于旋转。 高聚物分子不能折叠，又呈伸展状态．形成棒 状构造，从而使纤维具有很高旳模量。
聚合物旳线性构造使分子间排列得十分 紧密，在单位体积内可容纳诸多聚合物分子。 这种高旳密实性使纤维具有较高旳强度。
苯环构造因为环内电子旳共轭作用，使 纤维具有化学稳定性，不发生高温分解。又 因为苯环构造旳刚性，使高聚物具有晶体旳 本质，使纤维具有高温尺寸旳稳定性。
将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰 纤维，然后再在惰性气氛中于高温下进行 焙烧碳化，使有机纤维失去部分碳和其他 非碳原子，形成以碳为主要成份旳纤维状 物。此法用于制造连续长纤维。
以聚丙烯腈（PAN）为原料制造旳碳纤维 PAN原丝制备碳纤维旳过程分为三个阶段： 预氧化：200℃～300℃旳氧化气氛中，原丝受张力情况下进行
10.2.2 芳纶纤维旳基本性能
A 、芳纶纤维旳力学性能； Ｂ、芳纶纤维旳热稳定性； Ｃ、芳纶纤维旳化学性能。
A 、芳纶纤维旳力学性能
芳纶纤维旳特点是拉伸强度高，初始模量很高，而 延伸率较低。 单丝强度可达3773 MPa；254mm长旳纤 维束旳拉伸强度为2744 MPa，大约为铝旳5倍。
芳纶纤维旳拉伸强度约为E玻璃纤维旳1.5倍，与碳纤 维相当或略高。拉伸模量仅次于碳纤维和硼纤维。
碳纤维制作工艺流程
碳纤维制作工艺流程
碳纤维制作工艺是一项复杂而精密的制造技术，它主要应用于空间、航空航天、汽车和制造业，它的性能比普通材料更加轻巧耐用，
因此受到广大客户的欢迎。
第一步：定量分析。
在制作碳纤维的过程中，首先要进行充分的
原料定量分析，确定必要的原料比例，以保证碳纤维的质量。
第二步：原料加工。
将定量分析准备好的原料，加入到釉料混合
机中，用均化搅拌器将它们搅拌均匀，这是制作碳纤维的第一步。
第三步：成型加工。
成型过程需要精密的控制，成型的厚度、角度、弯曲度及其它参数需要精确的控制，以保证成型后的碳纤维质量
符合要求。
第四步：焙烧。
将成型后的碳纤维放入烤箱中，以达到改变材料
吸收能力、抗拉强度、耐热性和强度等性能的要求，以实现最终制品
的要求。
最后，碳纤维制品最终可以满足客户的使用要求。
不仅可以让制
品结构更加稳定，而且可以减轻制品的重量，从而达到减少成本的目的。
总而言之，碳纤维的制作工艺是十分复杂的，需要对原料的控制
精确、对工序的把控严格，以确保碳纤维的质量。
只有按照步骤操作，才能实现碳纤维的最高性能要求。
碳纤维材料制作工艺
碳纤维材料制作工艺
碳纤维材料制作工艺主要包括以下步骤：
1. 纤维预处理：将原始的碳纤维进行去杂质处理，包括清洗、烘干等步骤，以保证纤维的纯度和质量。
2. 纤维编织：将预处理后的碳纤维进行编织，可以采用不同的编织方式，如平纹、斜纹、缎纹等，以获得不同的力学性能和表面效果。
3. 树脂浸渍：将编织好的碳纤维放入浸渍槽中，浸渍树脂，使树脂充分渗透到纤维中，提高材料的强度和硬度。
4. 成型：将浸渍好树脂的碳纤维布放入成型模具中，通过热压或真空吸塑等方法，将碳纤维布固化成所需的形状。
5. 热处理：将成型好的碳纤维制品放入炉中，进行热处理，以提高材料的力学性能和耐热性。
6. 表面处理：对热处理后的碳纤维制品进行表面处理，包括打磨、抛光等步骤，以获得光滑的表面和良好的外观效果。
7. 检测和质量控制：对制作好的碳纤维制品进行检测，包括强度、硬度、密度等物理性能的测试，以确保产品的质量符合要求。
以上是碳纤维材料制作的一般工艺流程，具体的制作工艺会根据不同的产品和要求而有所差异。
碳纤维制作饰品的原理
碳纤维制作饰品的原理
碳纤维制作饰品的原理主要是通过碳纤维的特性和加工工艺来实现。
碳纤维是一种由碳原子构成的纤维材料，具有轻质高强度、耐腐蚀、导电、绝缘、耐高温等特性。
其制作过程主要包括以下几个步骤：
1.原料准备：首先需要准备碳纤维的原材料，一般为聚丙烯等有机纤维，经过高温炭化处理后得到碳化纤维。
2.纺丝：将碳化纤维加热至熔化状态，通过纺丝器将熔体抽拉形成细丝。
3.拉伸：将纤维进行拉伸，使其在加工过程中得到更高的强度。
4.炭化：将纤维放入高温炉中，进行炭化处理，使其失去杂质且结晶度增加，得到强度更高、质量更轻的碳纤维。
5.制作饰品：将碳纤维经过切割、组合、造型等工艺，制作成具有装饰功能的饰品。
需要注意的是，碳纤维制作饰品需要一定的技术和工艺条件，包括纤维的熔化温度、拉伸速度、炭化温度和时间等参数的控制，以及饰品的设计和加工工艺的配
合。
此外，由于碳纤维具有导电性，制作碳纤维饰品时还需要考虑其与其他材料的结合方式，以保证饰品的良好性能和外观效果。
碳纤维的制作过程
芳纶纤维的弹性模量高，可达1.27 ~ 1.577 MPa， 比玻璃纤维高一倍，为碳纤维0.8倍。
芳纶纤维的断裂伸长在3％左右，接近玻璃纤维， 高于其他纤维。
芳纶与各种纤维性能比较
纤维名称
密度(g/cm3) 拉伸强度 (MPa)
(1) 压缩性差，压缩强度仅有不到拉伸强 度的1/5。 (2) 紫外线照射时强度大幅下降。
10.2 芳纶纤维的结构与特性
10.2.1 芳纶纤维的结构
(1) 聚对苯甲酰胺 (聚对胺基苯甲酰) 纤维Poly (P-benzamide) 简称PBA纤维。
NH
NH2
CO n
O C CH3
(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 Poly (P-Phenlene terephthalamide) 简称PPTA纤维
Ｃ、芳纶纤维的化学性能
芳纶纤维具有良好的耐介质性能，对中性化学 药品的抵抗力一般是很强的，但易受各种酸碱的侵 蚀，尤其是强酸的侵蚀。
芳纶的湿强度几乎与干强度相等。对饱和水蒸 气的稳定性，比其它有机纤维好。芳纶对紫外线是 比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度损失很 大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。
芳纶纤维是苯二甲酰与苯二胺的聚合体，经溶 解转为液晶纺丝而成。
(1) 分子链由苯环和酰胺基按一定规律排列而成，具有良好 的规整性。致使芳纶纤维具有高度的结晶性。
(2) 键合在芳香环上刚硬的直线状分子键在纤维轴向是高度 定向的，各聚合物链是由氢键作横向连结。
沿纤维方向的强共价键和横向弱的氢键，造成芳纶纤维 力学性能各向异性，即纤维的纵向强度高，而横向强度低。
KevIar纤维表面缺少化学活性基团，用 等离子体空气或氯气处理纤维表面，可使 Kevlar纤维表面形成一些含氧或含氮的官能团， 提高表面活性及表面能，显著地改善对树脂的 浸润性和反应性，增加界面粘结强度。
碳纤维成型工艺流程
1.设计和制作模具：首先需要设计并制作出具有所需形状和尺寸的模具。模具可以采用金属、陶瓷或复合材料等材料制作。
2.准备碳纤维：将碳纤维切割成所需长度，并进行预处理，如所需形状。在层压过程中，可以使用压缩机或真空袋等工具来确保每一层的紧密贴合。
以上是碳纤维成型的基本工艺流程，具体的操作步骤和参数设置会根据不同的材料、形状和应用需求进行调整和优化。
4.固化：将堆叠好的碳纤维在高温和高压下进行固化。这一步通常需要采用自动化的热处理设备，确保温度和压力的精准控制。
5.取出成品：等待固化完成后，将成品从模具中取出，并进行必要的后续处理，如去除毛刺、修整尺寸等。
6.检验和测试：对成品进行检验和测试，确保其符合设计要求和产品标准。
7.后续处理：根据不同的应用需求，可以对成品进行表面涂覆、加固、装配等后续处理，以提高其性能和寿命。
碳纤维是怎么制造的？
碳纤维是怎么制造的？
近年来，随着碳纤维在航天、航空领域的应用，碳纤维被越来越多的人看到。
那么，碳纤维是怎么制造出来的呢？以下是碳纤维制造过程的介绍：
1. 材料的选择与准备
碳纤维的基本原料是碳，它可以是煤、沥青、焦炭或是煤沥青和其他母材经过特殊工艺处理后得到。
也可以使用平滑的碳黑粉末做为原材料。
2. 材料混合
将以上原料混合，并将其进行粒径分级，经过再混合，得到等粒径的混合物。
然后进行箱定。
3. 碳化
利用高温，使混合物进行化学反应，将原材料各成分转化为碳，形成碳纤维。
4. 织物制作
将碳化后的碳纤维经过精密的加工和制作后，得到用来制作制服、安全带等特殊服装的织物。
5. 表面处理
最后可以对处理后的碳纤维表面进行增强处理，使其拥有更好的耐磨性、抗静电性和耐腐蚀性。
以上就是碳纤维的制作过程，经过准备材料、材料混合、碳化、织物制作和表面处理等几个步骤，就可以制作出质量上乘的碳纤维了。
这种特殊冠以“碳”字的材料，具有非常优越的物理性能，在航天航空等重要领域发挥着重要作用，是人类利用科技提出的重要的结果，也是一种未来高科技的有益贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10.2.2 芳纶纤维的基本性能
A 、芳纶纤维的力学性能；
Ｂ、芳纶纤维的热稳定性；
Ｃ、芳纶纤维的化学性能。
A 、芳纶纤维的力学性能
芳纶纤维的特点是拉伸强度高，初始模量很高，而
延伸率较低。 单丝强度可达3773 MPa；254mm长的纤 维束的拉伸强度为2744 MPa，大约为铝的5倍。
芳纶纤维的拉伸强度约为E玻璃纤维的1.5倍，与碳纤 维相当或略高。拉伸模量仅次于碳纤维和硼纤维。 芳纶纤维的冲击性能好，大约为石墨纤维的6倍， 为硼纤维的3倍，为玻璃纤维0.8倍。
高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度
纤维的苯环结构，使它的分子链难于旋转。 高聚物分子不能折叠，又呈伸展状态．形成棒 状结构，从而使纤维具有很高的模量。
聚合物的线性结构使分子间排列得十分 紧密，在单位体积内可容纳很多聚合物分子。 这种高的密实性使纤维具有较高的强度。
苯环结构由于环内电子的共轭作用，使 纤维具有化学稳定性，不发生高温分解。又 由于苯环结构的刚性，使高聚物具有晶体的 本质，使纤维具有高温尺寸的稳定性。
10.2 芳纶纤维的结构与特性
10.2.1 芳纶纤维的结构
(1) 聚对苯甲酰胺 (聚对胺基苯甲酰) 纤维Poly (P-benzamide) 简称PBA纤维。
NH
CO n
O NH2 C CH3
(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 Poly (P-Phenlene terephthalamide) 简称PPTA纤维
22 1.43~1.44 3.6 2.4 2~3.2 1.8~2.2 16~25 16~28 7~17 20~80 0.5 1.3 1.2 2.5~4
0.5~0.8 0.4
各类增强纤维比强度比模量
芳纶纤维的强度和模量高，密度低，因而此种增强纤 维有很高的比强度和比模量。
水中的强度保留率高：
芳纶细纱在水中浸泡5min，而后在21℃水中 测定其拉伸性能，几乎没有影响。在88 ℃水中的 强度有所下降，强度保留率为21 ℃水中的85%。
10 芳纶纤维
10.1 概述 10.2 芳纶纤维的结构与特性
10.3 芳纶纤维的制造
10.4 凯芙拉纤维的制品 10.5 芳纶纤维及其复合材料的应用
10.1 概述
芳纶纤维：
芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商 品牌号为凯芙拉 (Kevlar) 纤维 (美国杜邦 公司1968年开始研究，1973年研制成功)， 我国命名为芳纶纤维。
石墨化
在2500℃～3000℃的温度下，密封装置，施加 压力，保护气体中进行。目的是使纤维中的结晶 碳向石墨晶体取向，使之与纤维轴方向的夹角进 一步减小以提高碳纤维的弹性模量。
碳纤维的表面处理
提高碳纤维增强复合材料 中碳纤维与基体的结合强度。
途径：
清除表面杂质；在纤维表面形成微孔或 刻蚀沟槽，从类石墨层面改性成碳状结构以 增加表面能；引进具有极性或反应性官能团； 形成能与树脂起作用的中间层。
Nomex Kevlar Kevlar-29 Kevlar-49 芳纶Ⅱ 芳纶Ⅰ 尼龙6 尼龙66 涤纶 丙纶 碳纤维M40 碳纤维T500 碳纤维T300 E玻璃纤维 高强2#玻璃纤维 硼纤维 氧化铝纤维
1.38 1.43~1.44 1.44 1.44 1.44 1.465 1.14 1.14 1.38 0.90 1.81 1.74 1.75 2.54 2.54 3.9
芳纶纤维是苯二甲酰与苯二胺的聚合体，经溶
解转为液晶纺丝而成。
(1) 分子链由苯环和酰胺基按一定规律排列而成，具有良好 的规整性。致使芳纶纤维具有高度的结晶性。
(2) 键合在芳香环上刚硬的直线状分子键在纤维轴向是高度 定向的，各聚合物链是由氢键作横向连结。
沿纤维方向的强共价键和横向弱的氢键，造成芳纶纤维 力学性能各向异性，即纤维的纵向强度高，而横向强度低。
1. 表面清洁法 2. 气相氧化法 3. 液相氧化法 4. 表面涂层法
液相氧化法与气相氧化法比较： 液相氧化的效果比气相氧化法好，条件适当时，复合材 料的剪切强度可增加1倍以上，而纤维的强度仅略有下降。
原因：液相时只氧化纤维表面，而气相氧化剂可能渗 透较深，尤其在表面有微裂和缺陷处。 但液相氧化多为间歇操作，处理时间长，操作繁 杂，难以和碳纤维生产线直接相连接。
（1）不熔融 （2）高温能保持高强度与高弹性模量 （3）耐热、不易燃烧 （4）尺寸稳定、几乎不发生蠕变 （5）耐药性好，在有机溶剂及油中性能不下降 （6）耐疲劳性，耐磨性好 （7）对放射性线的抵抗性大 （8）非导电、且诱电性能优越 （9）与无机纤维相比振动吸收性好、减衰速度快
(1) 压缩性差，压缩强度仅有不到拉伸强 度的1/5。 (2) 紫外线照射时强度大幅下降。
0
1.5 0
4.6 9.9 0 1.5 9.3 28
0 0 2 1.5
氟利昂22
100
60
500
0
3.6
10.3 芳纶纤维的制造
1. 聚对苯撑对苯二甲酰胺的聚合
两个阶段 第一阶段
对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩 聚成对苯撑对苯二甲酰胺的聚合体。
第二阶段 聚合体溶解在溶剂中再进行 纺丝，制得所需要的纤维材料。
进行预氧化处理的原因：
PAN的Tg低于100℃，分解前会软化熔融，不能直 接在惰性气体中进行碳化。先在空气中进行预氧化处 理，使PAN的结构转化为稳定的梯形六元环结构，就 不易熔融。另外，当加热足够长的时间，将产生纤维 吸氧作用，形成PAN纤维分子间的化学键合。
碳化：
在400℃～1900℃的惰性气氛中进行，碳纤 维生成的主要阶段。除去大量的氮、氢、氧等 非碳元素，改变了原PAN纤维的结构，形成了 碳纤维。碳化收率40％~45％，含碳量95%左右。
8 碳纤维
1. 碳纤维概念 2. 碳纤维的制作方法 3. 以聚丙烯腈 (PAN) 为原料制造的碳纤维 4. 碳纤维的表面处理
由有机纤维或低分子烃气体原料在惰 性气氛中经高温(1500ºபைடு நூலகம்C)碳化而成的纤维 状碳化合物，其碳含量在90%以上。
制造的方法：
在惰性气氛中将小分子有机物(如 烃或芳烃等）在高温下沉积成纤维。 此法用于制造晶须或短纤维，不能用 于制造长纤维。
高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度
芳纶纤维的历史很短，发展很快。
1968年美国杜邦公司开始研制。
1972年以B纤维为名发表了专利并提供产品。 主要用于绳索、电 1972年又研制了以PRD--49命名的纤维。 缆、涂漆织物、带 和带状物，以及防 1973年正式登记的商品名称为ARAMID纤维。 弹背心等。 用于航空、 宇航、造船 ARAMID纤维包括三种牌号的产品，并重改名称。 工业的复合 PRD--49--IV改称为芳纶--29； 材料制件。 PRD--49--III改称为芳纶--49； B纤维改称为芳纶。 主要用于橡胶增强，制造轮 胎、三角皮带、同步带等
强度损失(%)
Kevlar-29
3
Kevlar-49
1
乙醇
三氯乙烯 甲乙酮 变压油 煤油 自来水 海水 过热水 饱和蒸汽
100
100 100 100 100 100 100 100 100
21
21 21 60 60 100 138 150
1000
24 24 500 500 100 一年 40 48
1
简单流程图
低温溶液缩聚法， 不能用熔融缩聚法 原因：聚对苯撑对苯二甲酰胺 是刚性链分子，分子链段的自 由旋转受到阻碍，玻璃化温度 与熔点温度较高。 常选用溶剂：六甲基磷酰胺、N-甲 基吡咯烷酮及二甲基乙酰胺等。 为防止对苯二甲酰的水解，反应 体系及溶剂中的含水量要严格控制。
KevIar纤维表面缺少化学活性基团，用 等离子体空气或氯气处理纤维表面，可使 Kevlar纤维表面形成一些含氧或含氮的官能团， 提高表面活性及表面能，显著地改善对树脂的 浸润性和反应性，增加界面粘结强度。
芳纶在各种化学药品中的稳定性
化学试剂 浓度(%) 温度(℃) 时间(h)
强度损失(%)
Kevlar-29 72 88 10 79 9 59 74 9 Kevlar-49
的特点。
如，芳纶纤维的纵向热膨胀系数在0 ~ 100℃时为-2 ×
10 -6 /℃ ；在100 ~ 200℃时为-4 × 10 –6 /℃。横向热膨胀系
数为59 × 10 -6 /℃
Ｃ、芳纶纤维的化学性能
芳纶纤维具有良好的耐介质性能，对中性化学 药品的抵抗力一般是很强的，但易受各种酸碱的侵 蚀，尤其是强酸的侵蚀。 芳纶的湿强度几乎与干强度相等。对饱和水蒸 气的稳定性，比其它有机纤维好。芳纶对紫外线是 比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度损失很 大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。
CO
CO NH
NH n
O Cl C
O C Cl
+
NH2
NH2
(1) 聚间苯二甲酰间苯二胺纤维
CO CO NH
NH
n
O Cl C O C Cl NH2
+
NH2
高温性能好，高温下的强度保 持率好，以及尺寸稳定性、抗氧化 性和耐水性好，不易燃烧，具有自 熄性，耐磨和耐多次曲折性好，耐 化学试剂，绝热性能也较好。
醋酸
盐酸 盐酸 氢氟酸 硝酸 硫酸 硫酸 氢氧化钠 氢氧化钠
99.7
37 37 10 10 10 10 10 28
21
21 21 21 21 21 21 21 21
24
100 1000 100 100 100 1000 1000 1000
0
63 81 6 77 12 31 53 7
化学试剂 浓度(%) 温度(℃) 时间(h) 丙酮 100 21 1000
收缩率(%)
热膨胀系数(10-6 ℃-1) 纵向 0~1000℃ 横向0~100℃ 室温比热容[J/(g· ℃)] 室温导热系数[W/(m · K)] 垂直于纤维的热流 平行于纤维的热流