3.2 聚丙烯腈系碳纖維聚丙烯腈(PAN)系碳纖維之制造工程大致可分為聚丙烯腈纖維之制備;安定化工程(耐炎化);碳化工程;?表面處理與上漿工程;?石墨化工程等五個程序。3.3 瀝青系碳纖維原油經900℃以上之高溫提煉后的殘渣中,約含有95wt%之碳質,若以電解法去除其中之硫酸,再經水洗后可得純度較好之瀝青(Pitch)。3.4 氣相成長碳纖維氣相成長碳纖維有基材上成長法與流體化觸媒成長法兩種。將鐵、鈷、鎳等金屬微粒(M)加熱至1100℃,令乙炔(C2H2)熱分解脫氫形成碳素沈積成長于金屬微粒下方,形成碳纖維。為基材上成長法之簡圖,可知其間須喂入氫(H2)氣與苯(C6H6)等氣體。碳纖維增強環氧樹脂復合材料,其比強度及比模量在現有工程材料中是高的。蘇州挑選碳纖維貨源充足
碳纖維是一種由碳元素組成的**度、高模量的纖維材料,通常用于增強復合材料。它具有輕質、**度、耐腐蝕、耐高溫等優良特性,因此廣泛應用于航空航天、汽車、體育器材、建筑、電子設備等領域。碳纖維的生產過程通常包括以下幾個步驟:原料準備:常用的原料是聚丙烯腈(PAN)、瀝青或纖維素等。紡絲:將原料紡成細絲。氧化:在高溫下將纖維加熱,使其部分氧化,形成穩定的結構。碳化:在無氧環境中進一步加熱,使纖維中的非碳元素揮發,**終得到高純度的碳纖維。表面處理:對碳纖維表面進行處理,以提高其與樹脂等基體材料的結合力。錫山區國產碳纖維圖片1971年東麗公司將高性能聚丙烯腈基碳纖維產品(Torayca)投放市場。
2、炭素材料和技術研究(1)超高功率石墨電極(φ500、600、700毫米)生產技術;包括質量針狀焦制備技術,質量瀝青浸漬劑和粘結劑制備技術,內串石墨化工藝及裝備開發和生產技術集成等。(2)超微孔炭磚生產工藝,裝備技術;(3)聚丙烯腈素炭纖維制備技術;(4)包括原絲及炭化級纖維適應性評價,**中模(σb≥5GPa、E ≥250GPa)制備技術、石墨纖維(σb≥2.5GPa、E≥400GPa)制備技術;(5)炭質中間相生產技術(>500t/a);包括先進電池**電極材料生產技術(電容量≥350mAh/g,能力>300t/a),自焙性炭質中間相生產技術(各向同性炭材的體積密度≥1.86g/立方厘米、能力>200t/a)和生產技術集成等。
2、石墨:碳原子以四配位多面體組成網層,網層之間以分子鍵聯結,形成六方晶片。石墨是特殊的無機非金屬材料,兼有金屬和塑料的性能和其他一系列特性,在冶金、化工、電力和電子、機械、紡織和原子能等工業部門獲得廣泛應用。石墨的用途與其性質密切關聯。①耐高溫、熱穩定性良好,在3600℃下也不熔化,因此用作冶金工業中坩堝(見彩圖)、爐內的耐火材料等。②有良好的導熱和導電性(比不銹鋼高4倍),導電系數隨溫度升高而降低。用來制造電極、電刷、碳棒、換熱器、冷卻器等。其結構不同于聚丙烯腈基或瀝青基碳纖維,易石墨化,力學性能良好,導電性高,易形成層間化合物。
活性碳纖維的纖維直徑為5~20μm,比表面積平均在1000~1500m2/g左右,平均孔徑在1.0~4.0nm,微孔均勻分布于纖維表面。與活性炭相比,活性碳纖維微孔孔徑小而均勻,結構簡單,對于吸附小分子物質吸附速率快,吸附速度高,容易解吸附。與被吸附物的接觸面積大,且可以均勻接觸與吸附,使吸附材料得以充分利用。效率高,且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態,孔隙直接開口在纖維表面,其吸附質到達吸附位的擴散路徑短,且本身的外表面積較內表面積高出兩個數量級。對于有些大分子或顆粒物質,如二惡英、粉塵等,體積已經接近乃至大于活性碳纖維微孔體積,難以被吸附,相比較活性炭更占有優勢。隨后產品的性能、品種、產量不斷發展,至今仍處于世界地位。錫山區國產碳纖維圖片
1969年,日本碳公司開發高性能聚丙烯腈基碳纖維獲得成功。蘇州挑選碳纖維貨源充足
20世紀70年代末期,國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)曾對炭纖維的分類和命名作了規定。首先用PAN(聚丙烯腈),MP(中間相瀝青)及VS(黏膠)表示碳纖維的類別,再以小寫英文字母表示熱處理溫度如lht(表示熱處理溫度,低于1400℃),hht(熱處理溫度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符號(如HT表示**、HM高模、SHT超**、HTHS**高應變、IM中模及UHM超高模等)。同時指出,聚丙烯腈基,黏膠基及普通型瀝青基碳纖維均屬難石墨化的聚合物炭,而中間相瀝青基炭纖維及氣相生長的碳纖維是易石墨化碳。蘇州挑選碳纖維貨源充足
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