Le processus de préparation des fibres de carbone peut généralement être divisé en les étapes suivantes :
1. Traitement des matières premières : Tout d'abord, la préparation de la fibre de carbone nécessite la sélection de matières premières appropriées, et la fibre de polyacrylonitrile (PAN) est généralement utilisée comme matière première. Le traitement des matières premières comprend l'élimination des impuretés et le pré-étirement pour améliorer la qualité et les performances des fibres.
2. Étirement des fibres : Après le traitement des matières premières, la fibre PAN est étirée. Cette étape rendra la structure moléculaire de la fibre plus ordonnée, redressera la fibre et améliorera ses propriétés mécaniques. Des paramètres tels que la température et la vitesse d’étirement doivent être contrôlés avec précision.
3. Pyrolyse et carbonisation : Les fibres étirées sont pyrolytiques et carbonisées. La carbonisation pyrolytique élimine les éléments non carbonés des fibres PAN grâce à un traitement à haute température et les transforme en fibres de carbone pures. La température de carbonisation par pyrolyse de la fibre de carbone est généralement supérieure à 1 000 °C, et la température et la durée spécifiques sont déterminées en fonction des exigences de la fibre.
4. Façonnage et durcissement : Façonner et solidifier les fibres de carbone carbonisées par pyrolyse. La mise en forme peut être réalisée par tissage, tissage, filage, etc. pour obtenir des produits en fibre de carbone de formes différentes. Le durcissement fait référence à l'imprégnation de la résine dans la fibre et à la combinaison de la fibre et de la résine pour former une structure solide par durcissement thermique, photopolymérisation, etc.
5. Traitement de surface et revêtement : Afin d'améliorer l'adhérence interfaciale et la résistance à l'usure de la fibre de carbone, sa surface est généralement traitée et enduite. Les méthodes de traitement comprennent le nettoyage, le grattage, le perçage, etc. pour augmenter la zone de contact entre la fibre et la résine. Le revêtement peut choisir des matériaux tels que le polyimide et la résine époxy pour améliorer les propriétés de surface de la fibre de carbone.
Grâce au processus de préparation ci-dessus, des produits en fibre de carbone présentant des propriétés telles qu'une résistance élevée, un poids léger, une résistance à la corrosion et une résistance à l'usure peuvent être obtenus.
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