碳纤维制备工艺简介资料
碳纤维的制备方法是什么
碳纤维的制备方法是什么碳纤维是一种由碳纳米纤维组成的高性能纤维材料，具有轻量化、高强度、高模量、耐高温和耐化学腐蚀等优良性能，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
本文将详细介绍碳纤维的制备方法。
一、纤维前驱体的制备：纤维前驱体是制备碳纤维的关键，一般采用聚丙烯腈（PAN）、天然纤维（如纤维素）和聚酰胺（如聚4,4'-二苯基二氨基甲烷和4,4'-二氟二苯基二甲烷）等有机物作为原料。
1.聚丙烯腈纤维前驱体制备：先将聚丙烯腈颗粒溶解在碱性条件下形成聚丙烯腈纤维前驱体溶液。
然后通过纺丝、拉伸等工艺制备纤维前驱体丝束。
接下来，对纤维丝束进行化学交联处理，使其纤维间生成交联结构，并在拉伸时形成微颗粒和纤维束，提高丝束的机械性能。
2.天然纤维前驱体制备：天然纤维（如亚麻、大麻、竹纤维等）通过酸碱处理、染色等工艺得到纤维前驱体。
3.聚酰胺纤维前驱体制备：在有机溶剂当中通过缩聚反应，将聚酰胺形成纤维前驱体。
二、纤维化与热解：将纤维前驱体进行纺丝、拉伸等工艺，得到纤维预体。
接下来，纤维预体经过一系列化学和物理处理，去除其中的杂质和残留气体。
然后通过高温炭化，将纤维预体中的有机物转变为无机碳，并形成纤维微结构。
三、高温处理：将炭化后的纤维进行高温处理，通常在2000℃以上的高温下进行。
高温处理主要有高温碳化、石墨化、热解等不同工艺，旨在提高纤维的结晶度和力学性能。
四、特殊处理：针对具体的应用要求，可能需要对碳纤维进行表面处理、功能化修饰等特殊处理，如掺杂其他元素、进行表面活性剂处理、表面改性等。
总结起来，碳纤维的制备过程包括纤维前驱体的制备、纤维化与热解、高温处理和特殊处理。
其中，纤维前驱体的制备对碳纤维的性能和品质有着重要影响，纤维化与热解过程使有机物转变为无机碳，并形成纤维微结构，高温处理提高碳纤维的结晶度和力学性能，特殊处理则根据需要对碳纤维进行表面处理或功能修饰。
碳纤维的制备方法不断发展和完善，目前已经有了多种制备工艺，如湿纺法、干纺法、熔融纺丝法等。
碳纤维的生产制造工艺
碳纤维的生产制造工艺碳纤维是一种具有优异性能的复合材料，由于其高强度、高模量、低密度、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维的生产制造工艺对于产品质量和性能起着至关重要的作用。
碳纤维的生产制造工艺主要包括原料处理、纤维制备、预浸料制备、纺纱、织造、热解碳化、碳化烧结、表面处理等多个步骤。
在碳纤维的生产制造过程中，原料的处理是非常关键的。
碳纤维的原材料主要是聚丙烯腈纤维，该纤维经过预处理、拉伸等工序，去除杂质和不稳定成分，提高纤维的拉伸性能和稳定性。
接下来，纤维制备是制造碳纤维的核心环节。
聚丙烯腈纤维在高温下进行氧化处理，生成聚丙烯腈纤维的氧化纤维。
氧化纤维经过拉伸、碳化等工序，形成具有高强度的碳纤维。
在纤维制备之后，需要进行预浸料的制备。
预浸料是将碳纤维与树脂进行浸渍，以提高碳纤维的密实性和粘结性。
预浸料的制备过程中需要控制树脂的浓度和浸渍时间，确保碳纤维与树脂的均匀分布。
纺纱是将预浸料纤维进行纺织，形成碳纤维纱线。
纺纱工艺中需要控制纱线的细度和强度，以及纺织机的工作速度和张力，确保纱线的质量和均匀性。
织造是将碳纤维纱线进行编织，形成碳纤维织物。
织造工艺中需要控制编织机的编织方式和密度，以及纱线的张力，确保织物的均匀性和强度。
热解碳化是将织物进行高温处理，使其发生热解反应，生成碳纤维的主要成分——碳。
热解碳化工艺中需要控制温度和处理时间，以及气氛的控制，确保碳纤维的高纯度和高结晶度。
碳化烧结是将热解碳化后的织物进行烧结，使其形成致密的碳纤维。
碳化烧结工艺中需要控制烧结温度、压力和时间，以及烧结介质的选择，确保碳纤维的致密性和结构完整性。
进行表面处理是为了改善碳纤维的表面性能。
表面处理工艺可以包括氧化剂处理、表面活性剂处理、防腐涂层等，以提高碳纤维的耐腐蚀性和粘接性。
碳纤维的生产制造工艺包括原料处理、纤维制备、预浸料制备、纺纱、织造、热解碳化、碳化烧结、表面处理等多个环节。
碳纤维制备
碳纤维制备碳纤维是一种高强度、高模量的材料，广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。
本文将介绍碳纤维的制备方法，包括聚丙烯腈纤维制备、氧化、炭化和表面处理等步骤。
一、聚丙烯腈纤维制备聚丙烯腈(PAN)是碳纤维的主要原料，其制备方法包括聚合法和共聚法。
其中，聚合法是将丙烯腈单体进行自由基聚合得到PAN，共聚法则是将丙烯腈与其他单体如甲基丙烯酸甲酯等进行共聚得到PAN。
PAN纤维的制备过程包括溶解、旋拉成型和拉伸等步骤。
首先将PAN 溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中形成混合液，然后通过旋转成型将混合液挤出成为直径约为20微米的纤维。
接着对这些纤维进行拉伸处理，使其长度方向上的分子间距逐渐减小，形成有序结构，从而提高纤维的强度和模量。
二、氧化PAN纤维在空气中加热至200-300℃时会发生氧化反应，生成含有羰基和羟基等官能团的氧化PAN(OPAN)。
这些官能团可以增强碳纤维与基体之间的粘接力，并且在后续的炭化过程中有助于生成高质量的碳纤维。
三、炭化OPAN经过高温处理可以得到碳纤维。
炭化过程是在惰性气体(如氮气、氩气)或真空环境下进行的，一般分为两个阶段：低温炭化和高温炭化。
低温炭化是在600-1000℃范围内进行的，主要是去除OPAN中的非碳元素(如氧、水、氢等)，形成具有较高结晶度和较好机械性能的初级碳。
高温炭化则是在1500-3000℃范围内进行的，主要是进一步去除残留杂质和形成更完整的晶格结构，从而提高碳纤维的强度和模量。
四、表面处理为了提高碳纤维与基体之间的粘接力和防止表面氧化，需要进行表面处理。
常用的方法包括电化学氧化、等离子体处理和涂覆等。
电化学氧化是将碳纤维放入强酸中进行氧化处理，使其表面形成含有羟基和羰基等官能团的氧化物层。
这些官能团可以与基体上的官能团发生反应，形成强力键合。
等离子体处理是将碳纤维放入等离子体中进行表面活性化处理，使其表面变得更加亲水，从而提高粘接力。
涂覆是将一层薄膜涂覆在碳纤维表面，起到保护作用并且可以增加与基体之间的摩擦力。
碳纤维的生产工艺
碳纤维的生产工艺
碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料，具有轻质、高强度、高刚度和耐腐蚀等优良性能，因而广泛应用于航空航天、汽车工业、体育器材等领域。
碳纤维的生产工艺包括原材料选择、纤维拉拔、热裁剪和固化等过程。
首先，碳纤维的生产开始于原材料的选择。
常用的原料是聚丙烯腈纤维（PAN纤维），通常为无色无味的粉末状物质。
PAN纤维经过预氧化处理后，会转变为聚丙烯腈钠盐，并形成纤维状。
这种纤维经过高温碳化处理后，变成纯碳纤维。
接下来，纤维拉拔是生产碳纤维的关键工艺。
PAN纤维首先经过预拉伸，以解决纤维的不均匀性和滑动问题。
然后进行连续拉拔，将纤维的直径逐渐减小，同时增强纤维的拉伸强度。
在整个拉拔过程中，温度和拉拔速度需要严格控制，以保证碳纤维的性能。
在纤维拉拔后，需要进行热裁剪处理。
热裁剪是指将纤维切割成所需的长度。
这个过程中要保证切割的精确度以及切割面的平整度，以便后续的固化处理。
最后，固化是碳纤维生产的最后一步。
纤维经过热裁剪后，会进入高温炉中进行固化。
这个过程中，纤维会暴露在极高温度下，以使纤维中的残留氧化物和其他杂质得到高强度的热解。
固化后的纤维不仅具有高强度和高弹性模量，还具有较低的热膨胀系数和优异的耐腐蚀性能。
总之，碳纤维的生产工艺包括原材料选择、纤维拉拔、热裁剪和固化等过程。
这些工艺的严格控制可以确保碳纤维的质量和性能。
未来，随着技术的不断发展，碳纤维的生产技术也将会进一步完善和改进，为碳纤维的应用开辟更广阔的空间。
碳纤维的制备工艺
碳纤维的制备工艺碳纤维是一种具有高强度、高模量和轻质特性的纤维材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
它通过碳化聚丙烯等有机纤维材料，经过高温碳化和石墨化处理制备而成。
下面将详细介绍碳纤维的制备工艺。
碳纤维的制备主要包括纤维原料选择、纤维预处理、纤维成型、碳化、石墨化和表面处理等几个关键步骤。
首先是纤维原料选择。
常用的纤维原料包括聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)和尼龙等。
其中，聚丙烯腈是最常用的碳纤维原料，因其具有较高的炭化率和较好的热稳定性。
聚丙烯腈纤维在接触空气和高温时会发生收缩和脱氢反应，产生含有碳元素的聚丙烯腈纤维。
其次是纤维预处理。
纤维预处理是为了提高原始纤维的纯度和力学性能。
首先，将原始纤维在低温下进行脱脂处理，去除其中的杂质和油脂。
然后，在饱和盐酸溶液中进行漂白处理，去除纤维中的有机杂质。
最后，用热水洗涤纤维，去除残留的酸和盐。
接下来是纤维成型。
纤维成型是将预处理好的纤维通过纺丝、湿法成型或者气流拉伸成纤维束。
其中，纺丝法是最常用的成型方法，通过纺丝机将纤维拉丝，并逐渐形成纤维束。
湿法成型则是将纤维悬浮在溶液中，通过电场或离心力使纤维形成束状。
气流拉伸则是采用高速气流将纤维拉伸，并形成纤维束。
然后是碳化。
纤维碳化是将成型好的纤维束放入高温炉中，在无氧或低氧气氛下进行加热处理。
碳化的温度通常在1000到1500摄氏度之间，时间一般为1到2小时。
高温下，纤维中的含氧官能团被去除，而碳化反应使纤维中的非碳元素得到炭化，生成碳纤维。
接下来是石墨化。
碳化后的纤维还不完全是碳纤维，在石墨化过程中，碳纤维中的非晶态碳被转变为结晶态碳，从而提高碳纤维的热稳定性和力学性能。
石墨化通常在高温下进行，温度通常在2000到3000摄氏度之间。
在石墨化过程中，纤维的排列方式得到改善，晶格结构得到优化，从而使碳纤维的性能得到提高。
最后是表面处理。
碳纤维的表面处理是为了提高其附着性和润湿性，使其更好地与其他材料接合。
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。
碳纤维的制备工艺
碳纤维的制备工艺碳纤维是一种具有高强度、高模量和低密度的优质材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维的制备工艺对于其性能的提升至关重要。
本文将介绍碳纤维的制备工艺。
碳纤维的制备主要分为三个步骤：前驱体制备、炭化和热处理。
首先，需要选择合适的前驱体材料，常用的有聚丙烯腈纤维（PAN纤维）、天然纤维和石油基树脂纤维。
其中，PAN纤维是最常用的前驱体材料，因为它具有较高的炭纤维产率和优良的力学性能。
前驱体材料经过预处理、纺丝和拉伸等步骤后形成连续纤维束。
接下来是炭化过程，也称为热解过程。
炭化是指在高温下，纤维中的非碳元素（主要是氢、氧和氮）逐渐挥发，使纤维逐渐富含碳元素，最终形成碳纤维。
炭化温度通常在1000℃以上，可以采用高温炉、石墨化炉或气体流动床等设备进行。
炭化过程中，需要控制温度、气氛和时间等参数，以保证纤维在炭化过程中的结构和性能。
最后是热处理过程，也称为碳化过程。
热处理是指在高温下，通过碳纤维与气体或液体反应，进一步提高碳纤维的结晶度和力学性能。
常用的热处理方法有高温石墨化、热压和化学气相沉积等。
热处理过程中，需要控制温度、压力和时间等参数，以获得期望的碳纤维性能。
碳纤维的制备工艺中还存在一些关键技术。
首先是纤维拉伸技术，通过拉伸可以使纤维的直径减小、长度增加，从而提高纤维的强度和模量。
其次是纤维表面处理技术，通过表面处理可以改善纤维的附着力和界面结合力，提高纤维增强复合材料的性能。
此外，还有纤维捻度控制、纤维排列技术和纤维预浸技术等，这些技术都对最终碳纤维的性能起着重要的影响。
碳纤维的制备工艺是一个复杂而关键的过程，需要在控制温度、压力和时间等参数的基础上，运用多种技术手段来提高碳纤维的性能。
随着科技的不断进步，碳纤维的制备工艺也在不断改进和创新，以满足不同领域对碳纤维的需求。
相信随着制备工艺的不断完善，碳纤维将在更多领域展现其优异的性能和广阔的应用前景。
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。
碳纤维复合材料的制备工艺及其应用
碳纤维复合材料的制备工艺及其应用一、碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的材料，具有轻质、高强、高模量、耐腐蚀、耐高温、耐磨损等优点，是目前运用广泛的一种高性能材料。
碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑结构等领域。
如今，其中最为流行的应用就是在制造高档化、高速度、高精度单体器和新颖双翼飞行器上。
二、碳纤维复合材料的制备工艺碳纤维复合材料的制备过程是由多个工艺环节组成的，下面将针对每个环节逐一介绍。
1.纤维预处理碳纤维预处理是将原始碳纤维进行表面处理的过程，主要是增加碳纤维与树脂基体间的结合力。
预处理方法主要有物理法、化学法和物化结合法等。
2. 纤维束成型纤维束成型过程即是对碳纤维进行方向、密度、弯曲等要求的布放，旨在保障最终制品的力学性能和外观质量。
这个过程是全过程中最主要的工艺点。
3. 预浸胶（浸渍）预浸胶过程即是将干燥的碳纤维通过浸渍机进行一遍遍地浸润预浸膜，以保障纤维与树脂基体的结合质量和防止气泡的存在。
浸前要在浸润池内先提前进行啊溶剂和树脂的混合溶解，提高浸渍的成效。
4.层叠成形层叠成形过程即是替代传统的钣金模具来进行原料成型工艺，具有工艺灵活、生产效益高的特点。
一般有人工贴放和机器封装成型两种方法。
一个部位若是需要多层叠放，需对第一个和最后一个层间进行封闭处理。
5. 热固化热固化是将层叠成型后的半成品传送至热压机进行加压热处理，达成树脂基体固化硬化的工艺过程，这个过程也是碳纤维复合材料制品性能优良的重要原因。
三、碳纤维复合材料的应用碳纤维复合材料的优异性能，使得其在许多工业领域得以广泛应用，下面将对其主要应用领域进行介绍。
1. 航空航天领域碳纤维复合材料在航空航天领域中得到了广泛应用，如飞机翼、机身、尾翼等部位以及航空发动机的结构件等。
其优秀的轻重比使得飞机自身质量大大减轻，節省燃油成本以及大幅减少大气污染。
2. 汽车领域碳纤维复合材料在汽车领域中的应用也越来越广泛，碳纤维车身、内饰、动力传输部件以及刹车片等等都是一个个优秀的代表。
碳纤维的生产工艺与原理
碳纤维的生产工艺与原理碳纤维，这个词听起来是不是就让你感觉高大上？说白了，它就像是材料界的“超人”，轻巧又强韧，简直是现代工业的宠儿。
那么，碳纤维是怎么来的呢？今天就让咱们一起轻松聊聊它的生产工艺和背后的原理，顺便带点幽默，看看这“超级英雄”是如何炼成的！1. 碳纤维的基本概念1.1 什么是碳纤维？说到碳纤维，首先得搞清楚这玩意儿到底是什么。
简单来说，碳纤维就是一种以碳为主要成分的纤维材料，听起来是不是很普通？但它可不简单！这家伙的强度比钢铁还要高，重量却轻得像羽毛，简直是“矮个子有大能量”的典范。
它广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等等，像是“万金油”一样，什么地方都能派上用场。
1.2 为什么要用碳纤维？那咱们再问一句，为啥大家都爱用碳纤维呢？这其中的秘密可不少！首先，它的强度高，能承受巨大的压力，轻轻一碰就能感受到它的韧性。
其次，它的耐腐蚀性也很强，就算是在海水里泡着也没事，简直是“水火不侵”的好材料。
而且，碳纤维的耐高温性也不错，能忍受很高的温度，不容易变形，这对于一些工业应用来说，可谓是大大增加了安全系数。
2. 碳纤维的生产工艺2.1 从原料到纤维好，接下来就让我们看看碳纤维是如何一步步“变身”的。
首先，生产碳纤维的主要原料是聚丙烯腈（PAN），别听这个名字吓人，其实它就是一种常见的塑料。
首先，把PAN纤维拉伸，变得更加紧密，这一步就像是“紧箍咒”，让分子间的距离变得更小。
然后，经过氧化、碳化等多个步骤，分子结构就开始发生变化，变得越来越“碳化”。
2.2 高温烘烤接下来就是重头戏了，纤维要经过高温烘烤。
你能想象吗？这些纤维被放进温度高达2000摄氏度的炉子里，简直是火焰山的感觉。
这个过程就像是给纤维来个“桑拿”，把多余的杂质挥发掉，留下的就是纯粹的碳。
最后，经过冷却和整理，这些看似普通的纤维，瞬间就摇身一变，成了我们熟知的碳纤维，简直是神奇得不得了！3. 碳纤维的应用3.1 航天领域的“无敌战舰”说到碳纤维的应用，咱们不得不提航天领域。
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碳纤维制备工艺简介资料．碳纤维制备工艺简介碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。
因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。
经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。
1，粘胶(纤维素)基碳纤维用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。
粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30%以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2，沥青基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。
从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC 沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。
目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。
1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。
1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。
我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。
3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。
所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。
PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。
图1 PAN基碳纤维的生产流程在一定的聚合条件下，丙稀腈（AN）在引发剂的自由基作用下，双键被打开，并彼此连接为线型聚丙烯腈（PAN）大分子链，同时释放出17.5kcal/mol的热量，即nCH=CH (CH—CH) + 17.5kcal/mol 引发n22CN CN生成的聚丙烯腈(PAN)纺丝液经过湿法纺丝或干喷湿纺等纺丝工艺后即可得到PAN原丝。
预氧化和炭化过程生产线示意图如图2所示。
预氧化和炭化过程生产线示意图2 图＃＃预氧化炉制得预氧化纤维（俗称2预氧化炉、所示，PAN原丝经整经后，送入12如图预氧丝）；预氧丝进入低温炭化炉、高温炭化制得碳纤维；碳纤维经表面处理、上浆即得到碳纤维产品。
全过程连续进行，任何一道工序出现问题都会影响稳定生产和碳纤维产品的质量。
全过程流程长、工序多，是多学科、多技术的集成。
均聚PAN的玻璃化温度（T）为104℃，没有软化点，在317℃分解，共聚PAN 的T大约gg在85～100℃范围内，共聚组分不同、共聚量的差异，使T随之变化。
共聚含量越多，T越gg低。
预氧化的温度控制在玻璃化温度和裂解温度之间，即200～300℃之间。
预氧化的目的是使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在炭化高温下不熔不燃、保持纤维形态，热力学处于稳定状态。
预氧化的梯形结构使炭化效率显著提高，大大降低了生产成本。
同时，预氧丝（预氧化纤维OF）也是一种重要的中间产品，经深加工可制成多种产品，直接进入市场，并已在许多领域得到实际应用。
PAN原丝经预氧化处理后转化为耐热梯形结构，再经过低温炭化（300～1000℃）和高温炭化（1000～1800℃）转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。
在这一结构转化过程中，较小的梯形结构单元进一步进行交联、缩聚，且伴随热解，在向乱层石墨结构转化的同时释放出许多小分子副产物。
同时，非碳元素O、N、H逐步被排除，C逐渐富集，最终形成含碳量90％以上的碳纤维。
另外，通过对碳纤维的进一步石墨化还可以获得高模量石墨纤维或高强度高模的MJ系列的高性能碳纤维。
即在2000～3000℃高的热处理温度(HTT)下牵伸石墨化，使碳纤维由无定型、乱层石墨结构向三维石墨结构转化。
对于碳纤维来说，预氧化时间为近百分钟，炭化时间为几分钟，石墨化时间较短，一般只有几秒到数十秒。
二、技术要点1、实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。
碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始，实现一条龙生产。
原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本。
优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件，这是多年经验的总结。
2、杂质缺陷最少化，这是提高碳纤维拉伸强度的根本措施，也是科技工作者研究的热门课题。
在某种意义上说，提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。
3、在预氧化过程中，保证均质化的前提下，尽可能缩短预氧化时间。
这是降低生产成本的方向性课题。
4、研究高温技术和高温设备以及相关的重要构件。
高温炭化温度一般在1300～1800℃，石墨化一般在2500～3000℃。
在如此高的温度下操作，既要连续运行、又要提高设备的使用寿命，所以研究新一代高温技术和高温设备就显得格外重要。
如在惰性气体保护、无氧状态下进行的微波、等离子和感应加热等技术。
三、高温设备1、预氧化炉目前，大型预氧化炉采用多层运行方式以提高生产效率。
这些大型预氧化炉按照加热空气的组件在预氧化炉的内部与外部的区别可以分为内热循环式和外热循环式两种。
外热式可利用废气进行再次热交换，利于节能，如日本东丽公司的千吨级预氧化装置就为该形式；而内热循环由于受热风均匀性限制，一般应用于小型或试验线中。
图3为一种外热循环式预氧化炉示意图。
．图3 外热式预氧化炉示意图图3所示的预氧化炉均为钢板框架焊接结构，分为三层，热风从顶部进入炉膛，通过上层炉体安装的孔板，形成一定的温度梯度，均匀穿过丝束，使丝束发生预氧化反应，从下层的循环风出口通过过滤和再加热后，从顶部循环进入。
为控制进入炉膛内部的热空气量，上部炉体设有解压门(见图示)，压力到设定值时，解压门自动打开卸荷。
由于PAN原丝易蓄热，造成过热而引起失火，故在上部炉体没有消防喷水管路。
由于炉体高大，故内部设有走台。
中部炉体部分在操作侧设有移动门，移动门可正向移出，移动门上设有透明观察窗口，便于观察丝束预氧化情况。
由于该种形式的辊体在炉膛外部，因此在炉膛与外界之间设有预热室，预热室内部的热风循环系统是单独分开的。
2、炭化设备炭化炉一般分为低温炭化炉（300～1000℃）和高温炭化炉（1000～1800℃）两种。
预氧丝先经过低温炭化炉，然后再进入高温炭化炉，两者形成温度梯度，以适应纤维结构的转化。
低温炭化炉如图4，图5所示。
低温碳化炉的结构示意图4 图图5 百吨级碳纤维生产线的低温碳化炉示意图高温炭化炉如图6所示。
图6 高温碳化炉的结构示意图将耐热梯型结构的有机预氧丝经过高温热处理转化为含碳量在92％以上的无机碳纤维，实现这一转化的关键设备是碳化炉。
工程实践与研究表明：其核心技术是宽口碳化炉及其配套的迷宫密封、废气排除和牵伸系统。
对于百吨级碳纤维生产线，炉口宽度需在1 m以上，而且要正压操作，就需非接触式迷宫密封装置；为使热解废气不污染纤维，排除系统要畅通而瞬时排出；牵伸系统则是制造高性能碳纤维重要手段。
3、石墨化炉目前使用的石墨化炉大多是以石墨管为发热体的卧式炉，图5为一种塔姆式石墨化炉示意图。
．图5 塔姆式石墨化炉示意图1－发热体； 2，2'－街头部； 3，3'－水冷电极； 4－保护管； 5，5'－绝缘部；6，7－隔热层；8－外壳； 9，9'－密封装置； 10，10'－丝束通道另外，还有以高能等离子体为热源的石墨化炉、高频石墨化炉，分别如图6，图7所示。
6 等离子体石墨化炉示意图图－石－碳纤维； 6 4－碳纤维筒； 5－筐体容器；1－等离子枪； 2 3－石墨保护管； 11－等离子流； 9－石墨保护管支架； 10墨纤维收丝筒； 7－惰性气体入口； 8－温度计；－惰性气体－凹口； 127 高频石墨化炉示意图图 6－馈线三通； 4－石英反应管； 5－真空电容；1－电源； 2 3－同轴空腔耦合器；－保护气入口附参考文献．,2004化学工业出版社:北京[M].碳纤维及其应用技术.贺福1,．2,张跃,陈英斌.聚丙烯腈基碳纤维的研究进展[J].纤维复合材料,2009,26(1):7-10.3,肖建文,方静,孙立.聚丙烯腈原丝碳化反应机理综述[J].高科技纤维与应用,2005,30(1):24-27.4,周冬凤.碳纤维生产中的预氧化及预氧化设备简介[J].设备电器,2008,(10):46-48.5,贺福,李润民.生产碳纤维的关键设备—碳化炉[J].高科技纤维与应用,2006,31(4):16-24.附图：日本东丽公司碳纤维和石墨纤维的性能4小时棉纱和竹丝试制碳（持续照191年，钨丝电灯实用空军基地开始研制黏胶基碳纤right--Patterso—25”horne５月（ＲＡＥ的瓦特和约翰逊成功地打通了ourtauldMorganitRoii--Roy公司利用ＲＡＥ日本东丽（１０月，碳纤维的日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维（1吨月）/1971年 M40牌号为T300，石墨纤维为基碳纤维日本用碳纤维制造钓美国PANHercules公司开始生产1972年竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒日月）0.5吨/ 基碳纤维（日本东邦人造丝公司开始生产PAN1973年本东丽公司扩产月/5吨1974 /13碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产吨月年碳纤维网球拍商品化美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel—P”美国UCC的高性能沥青基碳纤年1975维商品化东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国年1976．HitcHitc公司进行技术合作日本东丽公司研制T800T1000M60 杨氏摸量高M70J,。