Krudaj dratoj bazitaj sur PAN devas esti antaŭ-oksidigitaj, malalt-temperature karbonigitaj, kaj alt-temperature karbonigitaj por formiĝikarbonaj fibroj, kaj poste grafitita por fari grafitajn fibrojn. La temperaturo atingas de 200℃ ĝis 2000-3000℃, kio efektivigas malsamajn reakciojn kaj formas malsamajn strukturojn, kiuj siavice havas malsamajn ecojn.
1. Piroliza stadio:Antaŭ-oksidado en la malalt-temperatura parto, malalt-temperatura karbonigo en la alt-temperatura parto
Antaŭ-oksida ariligo okazas, daŭrante preskaŭ 100 minutojn, je temperaturo de 200-300 ℃. La celo estas transformi linearan makromolekulan ĉenon de termoplasta PAN en ne-plastan varmorezistan trapezoidan strukturon. La ĉefa reakcio estas cikligo kaj intermolekula krucligado de la makromolekula ĉeno, akompanata de piroliza reakcio kaj liberigo de multaj malgrandaj molekuloj. La ariliga indico estas ĝenerale 40-60%.
Malalt-temperatura karboniga temperaturoestas ĝenerale 300-800 ℃, ĉefe termika fendada reakcio, plejparte uzante alttemperaturan elektran fornan drathejtadon, la stadio produktas grandan kvanton da ellasgaso kaj gudro.
Karakterizaĵoj: La koloro de la antaŭ-oksidigita fibro fariĝos pli malhela, kutime nigra, sed tamen retenos la morfologion de la fibro, la interna strukturo spertis certan gradon da kemiaj ŝanĝoj, la formado de kelkaj oksigen-entenantaj funkciaj grupoj kaj kruc-liga strukturo, metante la fundamenton por la posta karbigado.
2. (Alt-temperatura) karbiga stadio, estas la antaŭ-oksidado de la antaŭulo en inerta atmosfero je alta temperaturo, malkomponiĝo, kiu forigas krom karbonaj heteroatomoj (kiel oksigeno, hidrogeno, nitrogeno, ktp.), tiel ke la laŭgrada karboniĝo, la formado de amorfa karbona aŭ mikrokristala karbona strukturo. Ĉi tiu procezo estas ŝlosila paŝo en la formado de la karbona skeleto. La temperaturo estas ĝenerale inter 1000-1800 ℃, ĉefe per termika kondensiĝa reakcio, plej multaj el la grafitaj hejtiloj estas uzataj por hejtado.
Karakterizaĵoj: La ĉefa komponanto de la karbonigita materialo estas karbono, la strukturo estas plejparte amorfa karbona aŭ kaosa grafita strukturo, ĝia elektra konduktiveco, mekanikaj ecoj kompare kun la antaŭ-oksidiga produkto havas signifan pliiĝon.
3. Grafitigoestas plia varmotraktado de karbonigproduktoj je pli altaj temperaturoj por antaŭenigi la strukturon de amorfa karbono aŭ mikrokristala karbono al pli orda grafita kristalstrukturo. Per la ago de alta temperaturo, karbonatomoj estas rearanĝitaj por formi seslateran kradtavolstrukturon kun alta grado de orientiĝo, tiel signife plibonigante la elektran kaj varmokonduktivecon kaj mekanikan forton de la materialo.
Karakterizaĵoj: La grafitigita produkto havas tre kristalan grafitan strukturon, kiu provizas bonegan elektran kaj varmokonduktivecon, same kiel altan specifan forton kaj specifan modulon. Ekzemple, alt-modulakarbonaj fibrojestas akiritaj per alta grado de grafitiĝo.
Specifaj paŝoj kaj ekipaĵpostuloj por antaŭ-oksidado, karbigado kaj grafitigado:
Antaŭoksidado: efektivigata en aero je kontrolita temperaturo de 200-300 °C. Streĉo necesas por redukti fibroŝrumpadon.
Karbonigo: efektivigata en inerta atmosfero kun laŭgrada plialtiĝo de temperaturo ĝis 1000-2000°C.
Grafitigo: efektivigata je pli altaj temperaturoj (2000-3000°C), kutime en vakuo aŭ en inerta atmosfero.
Afiŝtempo: 22-a de majo 2025
