PAN-baséiert Rohdrot musse viroxidéiert, bei niddreger Temperatur an bei héijer Temperatur karboniséiert ginn, fir ze bildenKuelefaseren, an dann graphitiséiert fir Graphitfaseren ze maachen. D'Temperatur erreecht 200℃ bis 2000-3000℃, wouduerch verschidde Reaktiounen duerchgefouert ginn a verschidde Strukturen entstinn, déi dann ënnerschiddlech Eegeschafte hunn.
1. Pyrolysephase:Viroxidatioun am Niddregtemperaturdeel, Niddregtemperaturkarboniséierung am Héichtemperaturdeel
Eng Viroxidatiounsaryléierung fënnt statt, d'Dauer ass bal 100 Minutten an d'Temperatur ass 200-300 ℃. Den Zweck ass et, eng linear Makromolekularkette aus thermoplastesche PAN-Proteinen an eng net-plastesch, hëtzebeständeg Trapezstruktur ze bilden. Dëst ass d'Haaptreaktioun fir d'Zykliséierung an d'Intermolekulare Vernetzung vun der Makromolekularkette, déi duerch eng Pyrolysereaktioun an d'Verëffentlechung vu ville klenge Molekülen begleet gëtt. Den Aryléierungsindex ass allgemeng 40-60%.
Niddregtemperatur-Karboniséierungstemperaturass generell 300-800 ℃, haaptsächlech duerch thermesch Rëssreaktioun, meeschtens mat Hëllef vun engem Drotheizung mat héijer Temperatur an engem elektreschen Uewen, wouduerch eng grouss Quantitéit un Ofgas an Teer produzéiert gëtt.
Charakteristiken: D'Faarf vun der viroxidéierter Faser gëtt méi däischter, normalerweis schwaarz, awer behält ëmmer nach d'Morphologie vun der Faser, déi intern Struktur huet e gewësse Grad u chemesche Verännerungen duerchgemaach, d'Bildung vun enger Rei vu sauerstoffhaltege funktionelle Gruppen an enger Vernetzungsstruktur, wouduerch d'Grondlag fir déi spéider Karboniséierung geluecht gëtt.
2. (Héichtemperatur-) Karboniséierungsphase, ass d'Virooxidatioun vum Virgänger an enger inerter Atmosphär bei héijer Zersetzung, wouduerch nieft den Heteroatome vu Kuelestoff (wéi Sauerstoff, Waasserstoff, Stéckstoff, asw.) och Kuelestoff ewechgeholl gëtt, sou datt eng graduell Karboniséierung zur Bildung vun amorphem Kuelestoff oder mikrokristalliner Kuelestoffstruktur féiert. Dëse Prozess ass e Schlësselschrëtt an der Bildung vum Kuelestoffskelett. D'Temperatur läit am Allgemengen tëscht 1000-1800 ℃, haaptsächlech eng thermesch Kondensatiounsreaktioun, an déi meescht Graphitheizungen gi fir d'Heizung benotzt.
Charakteristiken: Den Haaptbestanddeel vum karboniséierte Material ass Kuelestoff, d'Struktur besteet meeschtens aus amorphem Kuelestoff oder enger chaotescher Graphitstruktur, seng elektresch Leetfäegkeet a mechanesch Eegeschafte si wesentlech méi héich wéi déi vum Viroxidatiounsprodukt.
3. Graphitiséierungass eng weider Wärmebehandlung vu Karboniséierungsprodukter bei méi héijen Temperaturen, fir d'Struktur vum amorphe Kuelestoff oder mikrokristalline Kuelestoff zu enger méi uerdentlecher Graphitkristallstruktur ze fërderen. Duerch d'Aktioun vun héijer Temperatur ginn d'Kuelestoffatome nei arrangéiert, fir eng hexagonal Gitterschichtstruktur mat engem héije Grad vun Orientéierung ze bilden, wouduerch d'elektresch an thermesch Leetfäegkeet an d'mechanesch Stäerkt vum Material däitlech verbessert ginn.
Charakteristiken: Dat grafitiséiert Produkt huet eng héichkristallin Grafitstruktur, déi eng exzellent elektresch a thermesch Leetfäegkeet, souwéi eng héich spezifesch Stäerkt a spezifesche Modul bitt. Zum Beispill, héichmodulKuelefaserenginn duerch en héije Grad vun Graphitiséierung kritt.
Spezifesch Schrëtt an Ausrüstungsufuerderunge fir Viroxidatioun, Karboniséierung a Graphitiséierung:
Viroxidatioun: gëtt an der Loft bei enger kontrolléierter Temperatur vun 200-300°C duerchgefouert. Spannung muss ugewannt ginn, fir de Schrumpf vun de Faseren ze reduzéieren.
Karboniséierung: gëtt an enger inerter Atmosphär mat enger gradueller Temperaturerhéijung op 1000-2000°C duerchgefouert.
Graphitiséierung: gëtt bei méi héijen Temperaturen (2000-3000 °C) duerchgefouert, normalerweis am Vakuum oder an enger inerter Atmosphär.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 22. Mee 2025
