Telat e papërpunuar me bazë PAN duhet të para-oksidohen, karbonizohen në temperaturë të ulët dhe karbonizohen në temperaturë të lartë për të formuarfibra karboni, dhe më pas grafitizohet për të krijuar fibra grafiti. Temperatura arrin nga 200℃ në 2000-3000℃, gjë që kryen reaksione të ndryshme dhe formon struktura të ndryshme, të cilat nga ana tjetër kanë veti të ndryshme.
1. Faza e pirolizës:Para-oksidimi në pjesën me temperaturë të ulët, karbonizimi në temperaturë të ulët në pjesën me temperaturë të lartë
Arilimi para-oksidimit ndodh, kohëzgjatja e gati 100 minutave, temperatura e 200-300 ℃, qëllimi është që zinxhiri linear makromolekular PAN termoplastik të shndërrohet në një strukturë trapezoidale jo-plastike rezistente ndaj nxehtësisë, reagimi kryesor për zinxhirin makromolekular të ciklizimit dhe ndërlidhjes ndërmolekulare, i shoqëruar nga reaksioni i pirolizës dhe lirimi i shumë molekulave të vogla. Indeksi i arilimit është përgjithësisht 40-60%.
Temperatura e karbonizimit në temperaturë të ulëtështë përgjithësisht 300-800 ℃, kryesisht reaksion termik i plasaritjes, kryesisht duke përdorur ngrohje me tela furre elektrike në temperaturë të lartë, faza prodhon një sasi të madhe të gazrave të shkarkimit dhe katranit.
Karakteristikat: Ngjyra e fibrës së para-oksiduar do të bëhet më e errët, zakonisht e zezë, por ende ruan morfologjinë e fibrës, struktura e brendshme ka pësuar një shkallë të caktuar ndryshimesh kimike, formimin e një numri grupesh funksionale që përmbajnë oksigjen dhe strukturën e ndërlidhjes, duke hedhur themelet për karbonizimin e mëvonshëm.
2. Faza e karbonizimit (me temperaturë të lartë), është para-oksidimi i pararendësit në një atmosferë inerte në temperaturë të lartë të dekompozimit, largimi i të cilit përveç heteroatomeve të karbonit (si oksigjeni, hidrogjeni, azoti, etj.), në mënyrë që karbonizimi gradual, formimi i karbonit amorf ose strukturës mikrokristaline të karbonit. Ky proces është një hap kyç në formimin e skeletit të karbonit. Temperatura është përgjithësisht midis 1000-1800 ℃, kryesisht reagimi termik i kondensimit, shumica e ngrohësve grafit përdoren për ngrohje.
Karakteristikat: Komponenti kryesor i materialit të karbonizuar është karboni, struktura është kryesisht karbon amorf ose strukturë kaotike e grafitit, përçueshmëria elektrike dhe vetitë mekanike të tij në krahasim me produktin para oksidimit kanë një rritje të konsiderueshme.
3. Grafitizimështë një trajtim i mëtejshëm termik i produkteve të karbonizimit në temperatura më të larta për të promovuar strukturën e karbonit amorf ose karbonit mikrokristalin në një strukturë kristalore grafiti më të rregullt. Nëpërmjet veprimit të temperaturës së lartë, atomet e karbonit riorganizohen për të formuar një strukturë shtresore rrjete gjashtëkëndore me shkallë të lartë orientimi, duke përmirësuar kështu ndjeshëm përçueshmërinë elektrike dhe termike dhe rezistencën mekanike të materialit.
Karakteristikat: Produkti i grafituar ka një strukturë grafiti shumë kristalore, e cila siguron përçueshmëri të shkëlqyer elektrike dhe termike, si dhe forcë të lartë specifike dhe modul specifik. Për shembull, modul i lartëfibra karbonimerren përmes një shkalle të lartë grafiti.
Hapat specifikë dhe kërkesat e pajisjeve për para-oksidimin, karbonizimin dhe grafitizimin:
Para-oksidimi: kryhet në ajër në një temperaturë të kontrolluar prej 200-300°C. Duhet të aplikohet tension për të zvogëluar tkurrjen e fibrave.
Karbonizimi: kryhet në një atmosferë inerte me një rritje graduale të temperaturës në 1000-2000°C.
Grafitizimi: kryhet në temperatura më të larta (2000-3000°C), zakonisht në vakum ose në një atmosferë inerte.
Koha e postimit: 22 maj 2025
