O processo de preparação da fibra de carbono geralmente pode ser dividido nas seguintes etapas:
1. Processamento de matérias-primas: Em primeiro lugar, a preparação da fibra de carbono requer a seleção de matérias-primas adequadas, e a fibra de poliacrilonitrila (PAN) é geralmente usada como matéria-prima. O processamento das matérias-primas inclui a remoção de impurezas e o pré-estiramento para melhorar a qualidade e o desempenho das fibras.
2. Alongamento da fibra: Após o processamento da matéria-prima, a fibra PAN é esticada. Esta etapa tornará a estrutura molecular da fibra mais ordenada, endireitará a fibra e aumentará suas propriedades mecânicas. Parâmetros como temperatura e velocidade de alongamento precisam ser controlados com precisão.
3. Pirólise e carbonização: As fibras esticadas são piroliticamente e carbonizadas. A carbonização pirolítica remove elementos não carbonosos das fibras PAN por meio de tratamento em alta temperatura e os transforma em fibras de carbono puro. A temperatura de carbonização da pirólise da fibra de carbono é geralmente superior a 1000°C, e a temperatura e o tempo específicos são determinados de acordo com os requisitos da fibra.
4. Modelagem e cura: Moldar e solidificar as fibras de carbono carbonizadas piroliticamente. A modelagem pode ser realizada por tecelagem, tecelagem, fiação, etc. para obter produtos de fibra de carbono de diferentes formatos. A cura refere-se à impregnação da resina na fibra e à combinação da fibra e da resina para formar uma estrutura sólida por meio de cura térmica, fotopolimerização, etc.
5. Tratamento e revestimento de superfície: Para aumentar a adesão interfacial e a resistência ao desgaste da fibra de carbono, sua superfície geralmente é tratada e revestida. Os métodos de tratamento incluem limpeza, raspagem, perfuração, etc. para aumentar a área de contato entre a fibra e a resina. O revestimento pode escolher materiais como poliimida e resina epóxi para melhorar as propriedades superficiais da fibra de carbono.
Através do processo de preparação acima, podem ser obtidos produtos de fibra de carbono com propriedades como alta resistência, leveza, resistência à corrosão e resistência ao desgaste.
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