Ang mga hilaw na alambreng nakabase sa PAN ay kailangang i-pre-oxidize, i-carbonize sa mababang temperatura, at i-carbonize sa mataas na temperatura upang mabuomga hibla ng karbon, at pagkatapos ay ginagawang grapitido upang makagawa ng mga hibla ng grapiti. Ang temperatura ay umaabot mula 200℃ hanggang 2000-3000℃, na nagsasagawa ng iba't ibang reaksyon at bumubuo ng iba't ibang istruktura, na siya namang may iba't ibang katangian.
1. Yugto ng Pirolisis:Pre-oksihenasyon sa bahaging mababa ang temperatura, carbonization na mababa ang temperatura sa bahaging mataas ang temperatura
Nangyayari ang pre-oxidation arylation, ang haba ay halos 100 minuto, ang temperatura ay 200-300 ℃, ang layunin ay upang ang thermoplastic PAN linear macromolecular chain ay maging non-plastic heat-resistant trapezoidal structure, ang pangunahing reaksyon para sa macromolecular chain ay cyclization at intermolecular crosslinking, na sinamahan ng pyrolysis reaction at paglabas ng maraming maliliit na molecule. Ang arylation index ay karaniwang 40-60%.
Mababang temperatura ng carbonizationSa pangkalahatan, ang temperatura ay 300-800 ℃, pangunahin na sa pamamagitan ng thermal cracking reaction, kadalasang gumagamit ng high-temperature electric furnace wire heating, at ang stage ay naglalabas ng malaking dami ng exhaust gas at alkitran.
Mga Katangian: Ang kulay ng pre-oxidized fiber ay magiging mas madilim, kadalasang itim, ngunit nananatili pa rin ang morpolohiya ng fiber, ang panloob na istraktura ay sumailalim sa isang tiyak na antas ng mga pagbabago sa kemikal, ang pagbuo ng isang bilang ng mga functional group na naglalaman ng oxygen at cross-linking na istraktura, na naglalatag ng pundasyon para sa kasunod na carbonization.
2. Yugto ng carbonization (Mataas na temperatura), ay ang pre-oksihenasyon ng precursor sa isang inert na kapaligiran sa mataas na temperatura ng dekomposisyon, na inaalis bilang karagdagan sa mga heteroatoms ng carbon (tulad ng oxygen, hydrogen, nitrogen, atbp.), upang ang unti-unting carbonization, ang pagbuo ng amorphous carbon o microcrystalline carbon structure. Ang prosesong ito ay isang mahalagang hakbang sa pagbuo ng carbon skeleton. Ang temperatura ay karaniwang nasa pagitan ng 1000-1800 ℃, pangunahin ang thermal condensation reaction, karamihan sa mga graphite heater ay ginagamit para sa pag-init.
Mga Katangian: Ang pangunahing bahagi ng carbonized na materyal ay carbon, ang istraktura ay halos amorphous carbon o magulong istraktura ng grapayt, ang electrical conductivity at mekanikal na katangian nito kumpara sa pre-oxidation product ay may makabuluhang pagtaas.
3. GrapitisasyonAng "carbonization" ay isang karagdagang paggamot sa init ng mga produktong carbonization sa mas mataas na temperatura upang itaguyod ang istruktura ng amorphous carbon o microcrystalline carbon sa isang mas maayos na istruktura ng graphite crystal. Sa pamamagitan ng pagkilos ng mataas na temperatura, ang mga atomo ng carbon ay muling inaayos upang bumuo ng isang hexagonal lattice layer structure na may mataas na antas ng oryentasyon, kaya makabuluhang nagpapabuti sa electrical at thermal conductivity at mechanical strength ng materyal.
Mga Katangian: Ang produktong graphitized ay may mataas na mala-kristal na istrukturang graphite, na nagbibigay ng mahusay na electrical at thermal conductivity, pati na rin ang mataas na specific strength at specific modulus. Halimbawa, high-modulusmga hibla ng karbonay nakukuha sa pamamagitan ng mataas na antas ng grapitisasyon.
Mga partikular na hakbang at kinakailangan sa kagamitan para sa pre-oxidation, carbonization at graphitization:
Pre-oksihenasyon: isinasagawa sa hangin sa kontroladong temperatura na 200-300°C. Kailangang ilapat ang tensyon upang mabawasan ang pag-urong ng hibla.
Karbonisasyon: isinasagawa sa isang inert na atmospera na may unti-unting pagtaas ng temperatura sa 1000-2000°C.
Grafitisasyon: isinasagawa sa mas mataas na temperatura (2000-3000°C), kadalasan sa isang vacuum o sa isang inert na atmospera.
Oras ng pag-post: Mayo-22-2025
