碳纤维制备工艺简介资料
碳纤维材料的制备及应用研究
碳纤维材料的制备及应用研究碳纤维材料是一种高性能、高强度和轻质的材料，在航空、航天、汽车、船舶、体育器材等领域有广泛的应用。
本文将介绍碳纤维材料的制备方法及其应用研究。
一、碳纤维材料的制备方法碳纤维的制备主要包括三个步骤：前驱体制备、纺丝成纤维和碳化。
1.前驱体制备前驱体是指材料转化为碳纤维前的预处理材料。
常用的前驱体有聚丙烯腈（PAN），煤沥青和轮胎树脂等。
其中，PAN是制备碳纤维的主要前驱体。
PAN通过干法纺丝制备成PAN纤维，然后进行预氧化处理，将预氧化的PAN纤维进行拉伸，再进行热解，最终得到碳纤维。
2.纺丝成纤维纺丝是将前驱体制备成精细单体并熔融成纤维的过程。
纺丝方式包括湿式法、干式法和气流旋转纺丝法等。
其中，湿式法是制备PAN基碳纤维最常用的方法。
3.碳化碳化是指在高温下，将前驱体中的非碳元素脱除，形成含碳量达到90%以上的纤维。
碳化条件是热解温度和时间，温度在1300℃左右，时间从几小时到几十小时不等。
碳化过程中，纤维的密度增大，晶体成分变化，力学性质也随之变化。
二、碳纤维材料的应用研究1. 航空领域碳纤维材料在航空领域中的应用主要是替代传统的铝合金和复合材料制造飞机的结构部件，以减少飞机的重量和燃料消耗。
碳纤维材料是制造各种结构部件的理想材料，包括机翼、机身、进气道和发动机等。
2. 船舶领域碳纤维材料在船舶领域的应用主要是制造高速艇、游艇和各种竞赛船只的外壳和桅杆等结构件。
碳纤维材料具有优异的刚性和强度，可以有效减少船只的自重，提高船只的速度和灵活性。
3. 汽车领域碳纤维材料在汽车领域中的应用主要是用于制造车身外壳和底盘结构件等部件。
碳纤维材料具有高强度和轻质化特点，能够大大降低汽车的自重，提高汽车的燃油经济性和性能。
4. 体育器材领域碳纤维材料在体育器材领域中的应用主要是制造高档的高尔夫球杆、足球鞋、网球拍和自行车等体育用品。
碳纤维材料具有优异的刚性和强度，能够提高运动器材的性能表现。
碳纤维 工艺流程
碳纤维工艺流程碳纤维是一种轻质高强度的复合材料，具有优良的机械性能和化学稳定性，在航空航天、汽车制造、体育器材等领域有着广泛的应用。
碳纤维的制造过程涉及到纤维制备、树脂浸渍、固化和表面处理等环节，下面将简要介绍碳纤维的工艺流程。
首先，碳纤维的制造需要使用碳纤维前驱体纤维。
碳纤维前驱体纤维可以用尼龙、聚丙烯等合成纤维为原料，在高温条件下进行裂解和炭化处理，得到含碳量很高的纤维。
这一步是碳纤维制备的关键环节，纤维的质量直接影响后续碳纤维的性能。
接下来，将碳纤维前驱体纤维进行切割。
切割工序可以根据需要的纤维长度和形状进行调整。
然后，对纤维进行预处理，包括热处理和表面处理等。
热处理可以去除纤维中的杂质，提高纤维的纯度和结晶度。
表面处理可以增加纤维与树脂的黏附力，提高复合材料的力学性能。
然后，将碳纤维纱线或纤维层与树脂进行浸渍。
树脂浸渍可以通过浸润法或浸渍法进行。
浸润法是将完全浸入树脂中的碳纤维纱线或纤维层取出并挤压除去多余的树脂，使其表面均匀浸渍。
浸渍法是将碳纤维纱线或纤维层放入树脂浸液中浸渍数小时，让纤维充分浸透树脂。
经过浸渍后，需要对树脂进行固化处理。
碳纤维的固化是通过热处理或光固化进行的。
热固化是将浸渍后的碳纤维复合材料加热，使树脂发生化学反应，形成硬化物，从而固化。
光固化是利用紫外线或可见光照射树脂，使其发生交联反应以固化。
最后，对碳纤维复合材料进行表面处理。
表面处理可以通过打磨、喷涂、切割等方式进行。
打磨可以使碳纤维复合材料表面光滑，提高外观质量。
喷涂可以给碳纤维复合材料增加颜色或保护涂层。
切割则可以根据需要将复合材料切割成不同的形状和尺寸。
综上所述，碳纤维的制造过程包括纤维制备、树脂浸渍、固化和表面处理等环节。
这些环节相互配合，最终形成具有优良性能的碳纤维复合材料。
随着科技的发展，碳纤维制造工艺不断改进，产生了更高性能的碳纤维产品，为各行各业的发展提供了更好的支持。
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。
碳纤维是怎么制造的？
碳纤维是怎么制造的？
近年来，随着碳纤维在航天、航空领域的应用，碳纤维被越来越多的人看到。
那么，碳纤维是怎么制造出来的呢？以下是碳纤维制造过程的介绍：
1. 材料的选择与准备
碳纤维的基本原料是碳，它可以是煤、沥青、焦炭或是煤沥青和其他母材经过特殊工艺处理后得到。
也可以使用平滑的碳黑粉末做为原材料。
2. 材料混合
将以上原料混合，并将其进行粒径分级，经过再混合，得到等粒径的混合物。
然后进行箱定。
3. 碳化
利用高温，使混合物进行化学反应，将原材料各成分转化为碳，形成碳纤维。
4. 织物制作
将碳化后的碳纤维经过精密的加工和制作后，得到用来制作制服、安全带等特殊服装的织物。
5. 表面处理
最后可以对处理后的碳纤维表面进行增强处理，使其拥有更好的耐磨性、抗静电性和耐腐蚀性。
以上就是碳纤维的制作过程，经过准备材料、材料混合、碳化、织物制作和表面处理等几个步骤，就可以制作出质量上乘的碳纤维了。
这种特殊冠以“碳”字的材料，具有非常优越的物理性能，在航天航空等重要领域发挥着重要作用，是人类利用科技提出的重要的结果，也是一种未来高科技的有益贡献。
以pan为原料制备碳纤维的主要工艺流程
以pan为原料制备碳纤维的主要工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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碳纤维热压罐成型工艺
碳纤维热压罐成型工艺碳纤维是一种重要的高性能材料，具有轻质、高强、高刚度、耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维制品的制造工艺中，热压罐成型技术是一种主要的工艺方法，下面将详细介绍碳纤维热压罐成型工艺。
1. 热压罐成型工艺原理热压罐成型工艺是指将碳纤维预浸料层叠在模具中，再将其放到热压罐中进行加压和加热，使其经历固化、成型等工艺过程后，形成最终的产品。
热压罐成型工艺的原理是利用高温高压下的热膨胀和热收缩特性，使预浸料在模具中形成所需的形状，同时通过热固化反应，实现预浸料的硬化和固化。
2. 热压罐成型工艺流程热压罐成型工艺的流程包括预处理、模具制备、材料层叠、真空抽气、加热固化、冷却卸模等步骤。
（1）预处理：对碳纤维预浸料进行干燥处理，以去除其中的水分和挥发性物质。
（2）模具制备：设计和制造模具，根据产品要求调整模具温度和压力。
（3）材料层叠：将预处理后的碳纤维预浸料叠放在模具中，按照图纸要求进行层叠。
（4）真空抽气：将模具放入真空环境中，抽出其中的气体，以去除材料层叠中的气泡和水分。
（5）加热固化：将模具放入热压罐中，加热到所需的温度，进行加压和加热，使预浸料经历固化、成型等工艺过程。
（6）冷却卸模：待固化完成后，将模具从热压罐中取出，放置在冷却室中进行冷却，然后进行卸模、修边、打磨等后续处理。
3. 热压罐成型工艺优缺点（1）优点：热压罐成型工艺可以实现高效、高精度、高品质的制造，能够制造出形状复杂、性能优良的碳纤维制品。
该工艺还可以实现自动化生产，提高生产效率。
（2）缺点：热压罐成型工艺需要较高的设备投入和工艺技术要求，需要严格控制加热、压力、真空度等参数，以保证制品质量。
此外，该工艺还存在一定的环境污染和能源消耗问题。
4. 热压罐成型工艺应用领域热压罐成型工艺被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。
在航空航天领域，碳纤维热压罐成型工艺可以用于制造机身、机翼、舵面等高强度结构件。
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。
碳纤维的制备方法及工艺
碳纤维的制备方法及工艺碳纤维的制备方法及工艺可真是个有趣的话题！想象一下，这种轻巧又强大的材料就像是超级英雄，能在各个领域大显身手。
从航空航天到赛车，碳纤维简直无处不在，让人忍不住想深入了解它的制备过程。
碳纤维的“出生”可分为几个步骤。
我们得从原材料说起，最常用的就是聚丙烯腈（PAN）。
这个材料就像是碳纤维的“父母”，先要经过一系列的化学处理，把它转变成我们所需的样子。
好啦，接下来就进入热处理的环节。
这个过程就像给小宝宝洗澡，得用高温把多余的水分和杂质去掉。
经过高温处理后，PAN会开始逐渐变成黑炭，听起来有点吓人，但其实这是个必要步骤。
处理后的纤维结构逐渐变得更加稳定，就像经历了一场锻炼，变得更加结实。
紧就进入了碳化的阶段，这可是个重头戏。
这里的温度能达到千度以上，感觉像是在火焰中锻炼身体，真是惊险刺激。
碳化后，材料的组织结构变得更加紧密，强度和刚性也随之提升。
可以说，这是碳纤维的“成长蜕变”。
不过，单单有了碳化还不够哦！为了进一步提升它的性能，还需要进行表面处理和后处理。
这就像是在给你的爱车加装一些高科技配件，让它更加出色。
经过这些处理，碳纤维的表面就变得更加光滑，粘附性也大大增强。
这样一来，不管是用在什么地方，它都能发挥出超强的效果。
嘿，听到这里，是不是感觉碳纤维的制备过程就像是一场奇妙的变身之旅？说到应用，碳纤维那真是大显身手。
比如说，赛车的车身采用碳纤维材料，轻便又坚固，能让车速飞快，真是让人心潮澎湃。
而在航空领域，碳纤维的应用更是举足轻重。
飞行器的部件用上它，既减轻了重量，又增强了强度，绝对是飞行的理想选择。
想象一下，飞行员在高空中驾驶着碳纤维制成的飞机，真是心里美滋滋的。
碳纤维也不只是在这些高大上的领域表现出色。
在日常生活中，许多运动器材也在悄悄使用它。
比如，高档的网球拍、自行车车架，都是碳纤维的身影，轻便又耐用，让你在运动时更加得心应手。
碳纤维的魅力真是无处不在，它就像个神奇的魔法师，让我们的生活更加精彩。
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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
nCH2=CH (CH2—CH)n + 17.5kcal/mol CN 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。
图2 预氧化和炭化过程生产线示意图
碳纤维成品 表面处理 丙烯腈(AN) 丙烷
氨 聚丙烯腈(PAN) 纺丝 水溶剂 合成油剂 油剂聚氧化乙烯（PEO）
PAN原丝 预氧化 炭化 预氧化炉 炭化炉 废气处理
工程
电解质溶液碳酸氨 上浆剂溶液EP树脂 碳纤维
收丝、包装
原油
引发 如图2所示，PAN原丝经整经后，送入1＃预氧化炉、2＃预氧化炉制得预氧化纤维（俗称预氧丝）；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（Tg）为104℃，没有软化点，在317℃分解，共聚PAN的Tg大约在85～100℃范围内，共聚组分不同、共聚量的差异，使Tg随之变化。共聚含量越多，Tg越低。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。
图4 低温碳化炉的结构示意图 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。
图6 等离子体石墨化炉示意图 1－等离子枪； 2－筐体容器； 3－石墨保护管； 4－碳纤维筒； 5－碳纤维； 6－石墨纤维收丝筒； 7－惰性气体入口； 8－温度计； 9－石墨保护管支架； 10－等离子流； 11－凹口； 12－惰性气体
图7 高频石墨化炉示意图 1－电源； 2－真空电容； 3－同轴空腔耦合器； 4－石英反应管； 5－馈线三通； 6－保护气入口
附参考文献 1,贺福.碳纤维及其应用技术[M].北京:化学工业出版社,2004．