ما هي عملية تحضير ألياف الكربون؟

يمكن عادةً تقسيم عملية تحضير ألياف الكربون إلى الخطوات التالية:

1. معالجة المواد الخام: أولاً وقبل كل شيء، يتطلب تحضير ألياف الكربون اختيار المواد الخام المناسبة، ويتم استخدام ألياف البولي أكريلونيتريل (PAN) بشكل عام كمواد خام. تتضمن معالجة المواد الخام إزالة الشوائب والتمدد المسبق لتحسين جودة وأداء الألياف.

2. تمديد الألياف: بعد معالجة المواد الخام، يتم تمديد ألياف PAN. ستجعل هذه الخطوة التركيب الجزيئي للألياف أكثر تنظيمًا، وتقوية الألياف، وتعزز خواصها الميكانيكية. يجب التحكم بدقة في المعلمات مثل درجة حرارة التمدد وسرعة التمدد.

3. الانحلال الحراري والكربنة: يتم تحلل الألياف الممدودة بشكل حراري ومتفحيم. تعمل الكربنة الحرارية على إزالة العناصر غير الكربونية من ألياف PAN من خلال المعالجة بدرجة حرارة عالية وتحويلها إلى ألياف كربون نقية. عادة ما تكون درجة حرارة الكربنة الانحلال الحراري لألياف الكربون أعلى من 1000 درجة مئوية، ويتم تحديد درجة الحرارة والوقت المحددين وفقًا لمتطلبات الألياف.

4. التشكيل والمعالجة: تشكيل وتصلب ألياف الكربون المتفحمة حرارياً. يمكن إجراء التشكيل عن طريق النسيج، والنسيج، والغزل، وما إلى ذلك للحصول على منتجات ألياف الكربون بأشكال مختلفة. يشير العلاج إلى تشريب الراتنج في الألياف، ودمج الألياف والراتنج لتشكيل هيكل صلب من خلال المعالجة الحرارية، والمعالجة بالضوء، وما إلى ذلك.

5. المعالجة السطحية والطلاء: من أجل تعزيز التصاق السطح البيني ومقاومة التآكل لألياف الكربون، عادةً ما تتم معالجة سطحه وتغليفه. تشمل طرق المعالجة التنظيف والكشط والحفر وما إلى ذلك لزيادة مساحة الاتصال بين الألياف والراتنج. يمكن للطلاء اختيار مواد مثل بوليميد وراتنجات الايبوكسي لتحسين الخصائص السطحية لألياف الكربون.

من خلال عملية التحضير المذكورة أعلاه، يمكن الحصول على منتجات ألياف الكربون ذات خصائص مثل القوة العالية، الوزن الخفيف، مقاومة التآكل ومقاومة التآكل.