增强材料-碳纤维
混凝土建筑结构中碳纤维增强材料的应用
混凝土建筑结构中碳纤维增强材料的应用一、引言混凝土建筑结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其主要特点是具有较高的强度和耐久性。
然而，在长期使用过程中，混凝土结构也会出现裂缝、变形等问题，从而影响其使用寿命和安全性。
为了解决这些问题，现代建筑中广泛采用了碳纤维增强材料（CFRP）来加强混凝土结构。
二、碳纤维增强材料的特点碳纤维增强材料是由碳纤维和树脂制成的复合材料，具有以下特点：1. 高强度：碳纤维的强度比钢高5-10倍，可以大大提高混凝土结构的承载能力。
2. 轻质：碳纤维的密度为钢的1/4，可以减轻混凝土结构的自重，降低地震和风力荷载对结构的影响。
3. 耐腐蚀：碳纤维不易受到氧化、腐蚀等环境因素的影响，可以延长混凝土结构的寿命。
4. 易加工：碳纤维可以根据需要进行切割、拼接等加工，适合各种形状的混凝土结构。
三、碳纤维增强材料在混凝土结构中的应用1. 加固梁柱混凝土建筑结构中的梁柱是承载结构荷载的主要部位，但在长期使用过程中，由于荷载作用、温度变化、地震等因素的影响，梁柱会出现裂缝、变形等问题。
此时，可以采用碳纤维增强材料来加固梁柱。
具体操作方法：首先对梁柱进行清理、打磨、喷砂等处理，然后将碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在梁柱的表面，形成一个厚度约为1-2mm的增强层，待其固化后，再将另一层碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在其表面，形成一个厚度约为1-2mm的覆盖层。
这样可以有效地提高梁柱的承载能力，延长其使用寿命。
2. 加固板混凝土结构中的板是承载结构荷载的重要部分，但在长期使用过程中，由于荷载作用、温度变化、地震等因素的影响，板会出现裂缝、变形等问题。
此时，可以采用碳纤维增强材料来加固板。
具体操作方法：首先对板进行清理、打磨、喷砂等处理，然后将碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在板的表面，形成一个厚度约为1-2mm的增强层，待其固化后，再将另一层碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在其表面，形成一个厚度约为1-2mm的覆盖层。
碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势
碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势碳纤维增强复合材料是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优点的新型复合材料，已经广泛应用于航天航空、汽车、船舶、体育器材等领域。
近年来，随着科技的发展和需求的增加，碳纤维增强复合材料技术也在不断进步，呈现出以下发展现状和趋势。
1.材料性能提升：随着碳纤维及复合材料制备技术的不断改善，碳纤维增强复合材料的力学性能得到了极大的提升。
例如，新型的高性能碳纤维材料具有更高的拉伸强度和模量，可以满足更高的工程性能要求。
2.成本降低：由于碳纤维和树脂材料的价格较高，导致碳纤维增强复合材料的成本相对较高。
为了降低成本，正在研究开发更加经济实用的碳纤维制备技术，比如通过改变纤维结构、调整成纤维化学组成等方式降低成本。
3.制备工艺改进：为了更好地满足不同工程应用的需求，人们正在不断改进碳纤维增强复合材料的制备工艺。
例如，采用新的纤维排列方式、改变纤维束的堆放方式等，可以提高材料的强度、断裂韧性和耐疲劳性。
4.新型纤维增强材料的研发：除了传统的碳纤维增强复合材料，人们还在研究开发其他类型的纤维增强材料，如陶瓷纤维、金属纤维等。
这些新型纤维材料可以通过与树脂组合使用，进一步提高复合材料的力学性能和耐高温性能。
5.应用领域的拓展：碳纤维增强复合材料已经成功应用于航空航天和汽车行业，而随着技术的进步，复合材料的应用领域将进一步拓展。
例如，在新能源领域，碳纤维增强复合材料可以用于制造风力发电机叶片和光伏支架；在医疗器械领域，可以制备高性能的假体和支架等。
总之，碳纤维增强复合材料技术在不断发展中，其性能提升、成本降低、制备工艺改进、新型材料研发和应用领域拓展等方面都显示出明显的趋势。
这一技术的进步将进一步推动碳纤维增强复合材料在各个领域的应用，并为新材料和新技术的研发提供更加广阔的空间。
碳纤维增强材料透声性能研究
碳纤维增强材料透声性能研究碳纤维增强材料（Carbon Fiber Reinforced Materials，CFRM）具有良好的抗拉强度、工艺性及优良的比表面积，是以碳纤维为主要成分而加工制成的复合材料，由于其表面致密，相对小，能使其具有良好的透声性能。
在临床上，医生通过超声检查可以检测到疾病的情况，CFRM由于其透声特性开始被应用于医疗技术中，可以用于研制人体检测和诊断仪器上，如x射线、磁共振成像，以及其他类型的扩散诊断检测设备。
碳纤维增强材料的透声特性是指材料的声波传播特性，决定材料透声性能的因素有材料中碳纤维种类、晶粒结构、厚度、表面形貌、湿度等，这些因素均会对材料的透声性能产生影响。
碳纤维材料在声波中具有较高的能量传输率和传输功率，因此，有较高的透声性能。
CFRM的弹性波速比空气、水、液体的弹性波速大，这样就使得CFRM中声波的穿透能力更为优异。
因此，CFRM具有较好的透声特性，可以用于医学检测设备的研发。
另外，CFRM的波速和传播模式也会对其透声性能产生明显的影响。
碳纤维增强材料不但有良好的弹性波速，还有增强弹性波传播性。
它不仅可以改善电子系统的静态和动态响应，而且可以改善系统的透声性能。
研究表明，研制出的CFRM通过增加材料中的碳纤维含量及尺寸变化，结合不同结构形式和板厚有较好的效果，来提高其声波透声性能。
在医用技术及诊断检测设备应用中，为了改善诊断的准确度，碳纤维增强材料的透声性能已被越来越多的人认识到，用它研制的具有良好透声性能的诊断检测设备，在医疗技术发展中发挥着重要的作用，但也存在改善的空间。
未来，越来越多的科学家将会针对碳纤维增强材料的透声性能和改善方法进行研究，以及应用它们在医疗技术领域，为更多的人们带来良好的服务和帮助。
碳纤维增强材料
碳纤维增强材料
碳纤维增强材料是一种高性能复合材料，由碳纤维和树脂基体组成。
碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料，具有优异的机械性能和化学稳定性，是目前最先进的增强材料之一。
碳纤维增强材料在航空航天、汽车制造、船舶建造、体育器材等领域有着广泛的应用。
首先，碳纤维增强材料具有极高的强度和刚度，比重小、耐腐蚀性好，具有优异的机械性能。
碳纤维的拉伸强度是钢的几倍，同时具有很高的弯曲刚度和抗冲击性能，能够有效提高材料的承载能力和抗疲劳性能。
这使得碳纤维增强材料成为航空航天领域的理想材料，可以大幅度减轻飞机和航天器的重量，提高其飞行性能和燃油效率。
其次，碳纤维增强材料具有优异的耐腐蚀性能和化学稳定性。
由于碳纤维的主要成分是碳元素，因此具有很高的化学稳定性，能够抵抗酸、碱等化学腐蚀，同时不会受潮、老化，具有很长的使用寿命。
这使得碳纤维增强材料在海洋工程、化工设备等领域有着广泛的应用，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护成本。
此外，碳纤维增强材料还具有良好的导热性能和电磁屏蔽性能。
碳纤维具有优异的导热性能，能够有效传导热量，使其在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
同时，碳纤维还具有良好的电磁屏蔽性能，能够有效隔绝电磁波，保护设备和人员的安全。
总的来说，碳纤维增强材料具有优异的机械性能、耐腐蚀性能、导热性能和电磁屏蔽性能，是一种理想的高性能复合材料。
随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，碳纤维增强材料将会有着更广阔的发展前景，为各个领域的发展提供强有力的支持。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料是一种由碳纤维和树脂等基材组成的复合材料，具有优越的物理性能和力学性能。
首先，碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料，相比于传统的金属材料，碳纤维的强度更高且具有较低的重量。
这使得碳纤维增强复合材料具有优秀的强度和刚度，适用于需要轻量化、高强度结构的领域。
其次，碳纤维增强复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
与金属相比，碳纤维不会受到氧化或腐蚀的影响，可以在恶劣环境下长时间保持稳定的性能。
这使得碳纤维增强复合材料在海洋工程、航天航空等领域具有广泛的应用前景。
此外，碳纤维增强复合材料还具有优异的热稳定性和耐磨性。
在高温条件下，碳纤维的性能基本不会受到影响，能够保持较高的强度和刚度。
同时，碳纤维增强复合材料还具有良好的耐磨性，能够承受长时间的摩擦和磨损。
另外，碳纤维增强复合材料还可以根据需要进行定向增强。
碳纤维增强复合材料可以利用不同的叠层方式，使得材料在不同方向上具有不同的强度和刚度。
这种定向增强的性能可以满足不同工程领域对材料性能的要求。
总的来说，碳纤维增强复合材料具有独特的物理性能和力学性能，具备轻量化、高强度、耐腐蚀、热稳定等多种优越特性。
随着科技的不断发展和应用领域的扩大，碳纤维增强复合材料必将在各个领域发挥更广泛的作用。
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析碳纤维增强复合材料是一种高性能的工程材料，其力学性能优异，因此广泛应用于汽车、航空航天、体育器材等众多领域。
本文将对碳纤维增强复合材料的制备及其力学性能进行分析。
一、碳纤维增强复合材料制备碳纤维增强复合材料的制备过程包括预处理、预浸、挤出成型和固化四个步骤。
1.预处理首先要进行的是碳纤维的表面处理，以提高其在树脂中的分散度和界面性能。
通常采用的表面处理方法有电弧放电、等离子体处理和化学处理等。
2.预浸将经过表面处理的碳纤维放置在树脂浸润槽中，使其充分浸润，形成预浸料。
预浸料的配方通常是30%～50%的树脂，剩余为固体颗粒如碳纤维、填充料和固化剂等。
3.挤出成型将预浸料置于挤出机中进行挤出成型。
通过不断旋转的螺旋挤出头，将材料挤出并压实，形成成型件。
挤出过程中需要控制温度和压力，以保证成型件质量。
4.固化将挤出成型的件放入固化炉中进行固化。
通常固化时间和温度均需控制，以保证材料的固化度和力学性能。
二、碳纤维增强复合材料力学性能分析碳纤维增强复合材料具有很高的强度、刚度和低密度等优点，因此应用领域十分广泛。
其力学性能通常分为强度、刚度和疲劳三个方面。
1.强度碳纤维增强复合材料的强度具体可分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度和弯曲强度等。
其中，拉伸强度是该材料的最大强度指标，引强强度也是一个很好的指标。
此外，断裂韧性、夹层剪切强度和冲击强度也是衡量强度的指标。
2.刚度碳纤维增强复合材料的刚度主要指该材料的弹性模量和剪切模量。
弹性模量是衡量该材料抵抗形变能力的能力指标，即杨氏模量，剪切模量则是衡量该材料抵抗剪切、扭矩变形能力的能力指标。
3.疲劳碳纤维增强复合材料的疲劳指标分为疲劳极限、疲劳损伤阈值和疲劳寿命。
其中，疲劳极限是材料能承受的最大循环载荷，疲劳损伤阈值是指材料的循环载荷量，其导致的裂纹扩展损伤是初始裂纹尺寸的特定百分比。
总之，通过合理的制备和分析，碳纤维增强复合材料可以具有优异的力学性能，为各种领域的工程应用带来创新和改变。
碳纤维增强材料在堵漏中的创新应用
碳纤维增强材料在堵漏中的创新应用一、碳纤维增强材料概述碳纤维增强材料，通常被称为碳纤维增强塑料（CFRP），是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能复合材料。
由于其轻质、高强度和高刚度的特性，CFRP在许多领域得到了广泛的应用。
在堵漏领域，CFRP的应用代表了一种创新的解决方案，特别是在处理难以用传统材料修复的结构性问题时。
1.1 碳纤维增强材料的基本特性碳纤维增强材料具有以下基本特性：- 高强度：碳纤维的抗拉强度是钢铁的数倍，使得CFRP 具有极高的承载能力。
- 轻质：CFRP的密度远低于传统金属材料，这使得其在需要减轻结构重量的应用中具有优势。
- 高刚度：CFRP的抗弯性能优异，能够提供良好的结构稳定性。
- 耐腐蚀：CFRP对大多数化学腐蚀具有很好的抵抗力，适合在恶劣环境下使用。
- 可定制性：CFRP可以通过调整碳纤维的排列和树脂的类型来定制其性能。
1.2 碳纤维增强材料在堵漏中的应用场景CFRP在堵漏领域的应用场景包括但不限于：- 建筑结构：对老旧建筑的加固，提高其耐久性和安全性。
- 桥梁：对桥梁结构的加固，延长其使用寿命。
- 水利工程：在水库、大坝等水利工程中，用于防止裂缝和渗漏。
- 管道系统：在石油、天然气等管道系统中，用于修复和加固。
二、碳纤维增强材料堵漏技术的发展随着科技的进步，碳纤维增强材料在堵漏技术中的应用不断发展和创新。
这些技术的发展不仅提高了堵漏效率，也扩大了CFRP的应用范围。
2.1 碳纤维增强材料堵漏技术的关键技术CFRP堵漏技术的关键技术包括：- 表面处理：确保被修复表面干净、无油污，以增强CFRP 与基材的粘接强度。
- 碳纤维布/板的选择：根据修复需求选择合适的碳纤维布或板，以满足不同的力学性能要求。
- 树脂的选择与配比：选择适当的树脂系统，并正确配比，以确保CFRP的粘接性能和耐久性。
- 施工工艺：采用正确的施工工艺，如湿法铺层、真空辅助树脂传递模塑（VARTM）等，以提高CFRP的施工质量和效率。
混凝土用纤维增强材料的标准
混凝土用纤维增强材料的标准一、前言混凝土用纤维增强材料是混凝土工程中常用的一种材料。
在混凝土中添加纤维增强材料可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂能力、承载能力等。
为了保证混凝土工程的质量和安全，需要对混凝土用纤维增强材料的质量进行规范管理。
本文将介绍混凝土用纤维增强材料的标准，以供相关人员参考。
二、分类混凝土用纤维增强材料按照材料的性质，可以分为以下几类：1.钢纤维：钢纤维是一种常用的混凝土用纤维增强材料。
钢纤维的形状可以是钢丝、钢板、钢针等。
钢纤维的直径一般为0.2-1.0mm，长度为10-60mm。
钢纤维的断面形状有圆形、扁平形、锯齿形等。
2.聚丙烯纤维：聚丙烯纤维是一种热塑性塑料纤维。
聚丙烯纤维的直径一般为0.02-0.05mm，长度为6-19mm。
聚丙烯纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
3.玻璃纤维：玻璃纤维是一种无机非金属材料纤维。
玻璃纤维的直径一般为10-20μm，长度为3-50mm。
玻璃纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
4.碳纤维：碳纤维是一种高强度、高模量的纤维增强材料。
碳纤维的直径一般为5-10μm，长度为6-12mm。
碳纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
三、标准混凝土用纤维增强材料的标准主要包括以下几个方面：1.质量指标：混凝土用纤维增强材料的质量指标是评价其质量的重要依据。
质量指标可以包括纤维的形状、尺寸、强度、弹性模量、密度、含水率等。
2.试验方法：混凝土用纤维增强材料的试验方法是保证其质量的有效手段。
试验方法可以包括纤维的拉伸强度试验、弹性模量试验、密度试验、含水率试验等。
3.包装、运输和储存：混凝土用纤维增强材料的包装、运输和储存是保证其质量的重要环节。
包装应符合相关标准，运输和储存应避免阳光直射、雨淋、受潮等。
4.应用范围：混凝土用纤维增强材料的应用范围是根据其性能和特点确定的。
应用范围可以包括混凝土强度等级、混凝土配合比、混凝土用途等。
四、应用混凝土用纤维增强材料的应用可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂能力、承载能力等，具有以下优点：1.提高混凝土的抗裂性能，减少裂缝的产生和扩展。
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碳纤维碳纤维（Carbon Fibre, CF或Cf）的开发历史可追溯到19世纪末期，美国科学家爱迪生发明的白炽灯灯丝，而真正作为有使用价值并规模生产的碳纤维，则出现在二十世纪50年代末期。
1959年美国联合碳化公司(Union Carbide Corporation，UCC)以粘胶纤维(Viscose firber)为原丝制成商品名为“Hyfil Thornel”的纤维素基碳纤维(Rayon-based carbon firber)。
1962年日本炭素公司实现低模量聚丙烯脂基碳纤维(Polyacry lontrile--based carbon firber，PANCF)的工业化生产;1963年英国航空材料研究所(Royal Aircraft Establishment，RAE)开发出高模量聚丙烯脂基碳纤维；1965年日本群马大学试制成功以沥青或木质素为原料的通用型碳纤维；1970年日本昊羽化学公司实现沥青基碳纤维Pitch-based carbon fiber的工业规模生产；1968年美国金刚砂公司研制出商品名为“Kynol”的酚醛纤维Phenolic fibers;1980年以酚醛纤维为原丝的活性碳纤维(Fibrous activated carbon)投放市场。
1988年，世界碳纤维总生产能力为10054吨/年，其中聚丙烯腈基碳纤维为7840吨，占总量的78％。
日本是最大的聚丙烯腈基碳纤维生产国，生产能力约3400吨/年，占总量的43％。
美国的碳纤维主要用于航空航天领域，欧洲在航空航天、体育用品和工业方面的需求比较均衡，而日本则以体育器材为主。
碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。
碳纤维不属于有机纤维范畴，但从制备方法上看，它又不同于普通无机纤维。
碳纤维的分类当前，国内外巳商品化的碳纤维种类很多，一般可以根据原丝的类型、碳纤维的性能和碳纤维的用途等三种方法进行分类。
◆按前驱体纤维原料的不同，可分为粘胶基碳纤维、聚丙烯腈碳纤维、沥青基碳纤维和气相生长碳纤维；◆按纤维力学性能分类，可分为通用级碳纤维(GP)和高性能碳纤维(HF)，其中高性能碳纤维包括中强型(MT)、高强型(HT)、超高强型(uHT)、中模型(1M)、高模型(HM)、超高模型(UHM)；◆按照制造方法分类，可分为碳纤维(800-1600℃)、石墨纤维(2000-3000℃)、氧化纤维(预氧丝200-300℃)、活性碳纤维和气相生长碳纤维；◆按照碳纤维应用领域分类，可分为商品级碳纤维和宇航级碳纤维。
碳纤维制法碳纤维是一种以碳为主要成分的纤维状材料。
它不同于有机纤维或无机纤维，不能用熔融法或溶液法直接纺丝，只能以有机物为原料，采用间接方法制造。
碳纤维制造方法可分为两种类型，即气相法和有机纤维碳化法。
气相法是在惰性气氛中，小分子有机物(如烃或芳烃等)在高温下沉积成纤维。
用这种方法只能制造晶须或短纤维，不能制造连续长丝。
有机纤维碳化法可以制造连续长纤维，它通常分为两步进行：①将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰纤维；②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它非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状物。
天然纤维、再生纤维和合成纤维都可用来制备碳纤维。
制备碳纤维时，选择的条件是加热时不熔融，可牵伸，且碳纤维产率高。
制作碳纤维的主要原材料有三种：①人造丝(粘胶纤维)；②聚丙烯腈(PNN) 纤维；③沥青。
用人造丝、聚丙烯腈纤维、沥青为原料生产的碳纤维各有其不同特点。
其中，制造高强度、高模量碳纤维多选聚丙烯腈为原料。
无论用哪一种原丝纤维来制造碳纤维，都要经过五个阶段：拉丝：可用湿法、干法或者熔融状态三种中的任意一种方法进行。
牵伸：在室温以上，通常是100--300 ℃范围内进行。
W.Watt 首先发现结晶定向纤维的拉伸效应，而且这种效应控制着最终纤维的模量稳定：通过400 ℃加热氧化的方法。
400 ℃的氧化阶段是A. Shindo…s 最近在工艺上做出的贡献。
它显著地降低所有的热失重，并因此保证高度石墨化和取得更好的性能碳化：在1000--2000 ℃范围内进行。
石墨化：在2000--3000 ℃范围内进行。
在制备碳纤维的过程中，无论采用什么原材料，都要经过上述五个阶段，即原丝预氧化（拉丝、牵伸、稳定）、碳化以及石墨化等，所产生的最终纤维，其基本成分为碳。
聚丙烯腈基碳纤维的制造聚丙烯腈(PAN)是由丙烯腈(AN)聚合而成的链状高分子：由于腈基是强极性基，分子间力大，耐热性好；同时PAN 在熔点317℃以前就开始热分解，因此不能采用熔融纺丝而只能通过溶剂进行湿法或干法纺丝；可引入共聚组分如丙烯酸酯、丙烯衍生物，具有亲核基团，可促进氰基环化反应；共聚物熔点降低，使得纺丝工艺方便，并降低预氧化形成梯形结构的温度。
聚丙烯腈碳纤维的生产过程分为四步：预氧化；高温碳化处理；石墨化处理和表面处理，生产流程示意图如下预氧化预氧化过程主要发生环化反应和氧化脱氢反应，脱氢环化使PAN 纤维由线型转变为六元环的梯形结构。
作用：为了防止原丝在碳化时熔融，通过氧化反应使得纤维分子中含有经基、碳基，这样可在分子间和分子内形成氢链，并利用羟基、羰基的诱导作用，可使氰基在较低的温度下环化成带有六元共轭环的梯形结构，从而提高纤维的热稳定性，这样就能经受高温碳化处理而获得碳纤维。
拉丝 牵伸 稳定 碳化 石墨化◆预氧化工艺条件：预氧化炉内停留2h，分4段控温进行，温度分别为200℃、230℃、250℃和280℃，预氧化过程是连续进行的。
◆分两段施加张力，200-230℃阶段伸长10%左右，250-280℃保持定长或伸长3%左右。
◆预氧化需要通风，便于吹走副产物和温度均匀；◆施加张力的目的：抑制纤维长轴方向上的收缩，有利于聚合链择优取向和氰基顺式立构排列，促进氰基环化，提高梯形结构的取向度。
◆纤维截面出现皮芯结构，外皮硬实、稳定化程度高，强度与模量主要取决于外皮的体积，外皮体积在86%以上才算预氧化完成。
◆引入共聚单体后，有利于纺丝及提高纤维的取向度，使预氧化温度低，时间缩短，改善碳纤维性能，提高碳纤维的收率。
◆碳化处理◆碳化是指预氧化纤维在张力、300-1500℃、高纯N2保护下进行的热解反应，除去结构中不稳定的部分与非碳原子，同时进行分子间缩合（横向交联反应），最后得到碳含量达92%以上的碳纤维，结构向石墨晶体转化。
◆碳化时间40min，施加张力使石墨晶体沿纤维方向取向，抑制横向交联反应产生的收缩。
◆通氮气并使其流向与丝束相反：排出碳化过程中产生的氢、氮、氧及甲烷、CO2、氨、氢氰酸等，这些物质必须迅速排出，否则冷凝后粘到纤维上，不但妨碍裂解产物的排出，且会使纤维粘在一起产生过热，导致纤维断裂、毛丝增多，强度下降。
◆石墨化处理◆碳化处理后纤维属于乱层石墨结构，石墨层片沿纤维轴的取向较低，模量不高；再进行高温处理可得到高模量碳纤维，即石墨化。
◆石墨化是在高纯氩气中进行，进一步排除非碳元素，碳-碳重新排列，层面内芳环数增加，层片尺寸增大，结晶态碳比例增加。
◆石墨化结果：石墨晶体尺寸增加、结晶度增加、取向角减小、层间距降低，从而提高了碳纤维的模量。
◆碳化时间几十秒或几分钟，施加张力使石墨层片向纤维方向取向。
◆表面处理◆碳纤维表面活性低，必须进行表面处理（氧化、上浆）以提高表面活性，提高复合材料性能；◆上浆是制备碳纤维的最后一道工序，其功能是保护碳纤维，防止损伤与起毛，作为碳纤维与树脂的偶联剂。
沥青基碳纤维沥青基碳纤维是三大碳纤维之一，具有聚丙烯腈基碳纤维和黏胶基碳纤维不可替代的优点，沥青基碳纤维的模量最高可达到1000Gpa，接近石墨的理论模量，导电导热性能大大高于聚丙烯腈基碳纤维，因此在一些特殊领域具有其它碳纤维不可替代的作用。
沥青是多种芳环缩聚物的混合物。
软化点在100-200℃之间，相对分子质量分布很宽，平均相对分子质量在200以上。
含碳量大于70%。
◆沥青基碳纤维的制造◆制备原料：天然沥青；煤炭焦化副产物煤焦油沥青；石油原油分馏后的渣油制得的石油沥青；石油馏分热解制取乙烯时副产物热解沥青；用合成树脂(如PVC)或纯芳烃类(如萘、蒽)缩聚制得的纯净的、相对分子质量分布窄的合成沥青，但其成本较高。
◆类型：力学性能较低的通用级碳纤维，也可称为各向同性沥青碳纤维，另一种是力学性能较高的中间相沥青（中间相沥青是沥青类物质在液相碳化过程中形成的具有向列液晶性质的中间体）基碳纤维；两者在结构和性能上的差别主要取决于沥青原料的组成。
◆各向同性沥青纤维的制造方法是：◆调制沥青：调制方法包括溶剂萃取、蒸馏、加氢处理、添加适宜化合物等工序；通过调制使沥青化学组成、相对分子质量大小及分布能够满足制备碳纤维的要求，并使沥青具有一定的流动性。
◆熔融纺丝：纺丝温度一般比沥青的软化点高50-150℃，使沥青由玻璃态转变为粘流态，在粘流态下纺丝成形；◆稳定化处理：为了保持沥青纤维纺丝后碳化时不融并，必须对沥青纤维进行不熔化处理（酸性气体250-400℃）；◆碳化：稳定化后的沥青纤维于惰性气体的保护下在1000-1500℃下进行碳化处理，除去非碳元素，使之转变成多晶石墨片层结构。
◆中间相沥青碳纤维的制备：◆调制：首先将沥青溶解在80-120℃的喹啉(或吡啶)溶液中，过滤除去不利中间相小球成长的喹啉不溶物；在惰性气氛、300-350℃下，经脱氢缩合调制出具有适当粘度和沿纤维轴方向高度定向的中间相沥青。
◆纺丝：熔融纺丝，严格控制纺丝温度、喷丝孔形状、气氛温度等。
◆中间相沥青纤维的不熔化处理：在空气中(或含NO2、02)于275-350℃下进行处理，或经液相氧化(过氧化氢、硫酸、硝酸等)处理。
◆碳化：碳化时纤维中的芳烃大分子之间进行脱氢、脱水、缩合反应，排除非碳元素。
2.3.3碳纤维的结构碳纤维具有较高的强度和模量，是与它的结构分不开的。
碳纤维的结构与石墨晶体类似，为讨论碳纤维的结构，首先介绍一下纯碳组成的理想石墨晶体的结构。
1）理想的石墨晶体结构石墨晶体是一种三维有序的六方晶体点阵结构。
其特征：（1）层面内碳原子sp2杂化，每个碳原子有3个σ键与其他3个C原子结合，每个C原子出一个p轨道形成一个大Π键；层与层之间靠范德华力联接，距离较大。
（2）相邻层面间的碳原子位置有固定的层间对应关系。
所以石墨是三维有序的各向异性材料，沿层平面方向有非常高的模量。
2）碳纤维的结构原纤是由许多碳纤维的二级结构单元石墨微晶组成。
石墨微晶是由数张到数十张石墨层片层与层平行叠合一起组成。
石墨微晶与理想石墨晶体的结构差别是：它不是三维有序的点阵结构，而是二维有序的乱层结构；层片间距离较理想晶体大。
3）碳纤维结构与性能关系：（1）热处理温度对CF强度和模量的影响热处理温度提高，碳纤维的模量提高，强度会出现峰值。