PAN bazlı ham tellerin önceden oksitlenmesi, düşük sıcaklıkta karbonize edilmesi ve yüksek sıcaklıkta karbonize edilmesi gerekir.karbon liflerive ardından grafit lifleri elde etmek için grafitleştirilir. Sıcaklık 200℃ ila 2000-3000℃ arasına ulaşır, bu da farklı reaksiyonlar gerçekleştirir ve farklı özelliklere sahip farklı yapılar oluşturur.
1. Piroliz aşaması:Düşük sıcaklık kısmında ön oksidasyon, yüksek sıcaklık kısmında düşük sıcaklıkta karbonizasyon
Yaklaşık 100 dakika süren ve 200-300 ℃ sıcaklıkta gerçekleşen ön oksidasyon arilasyonu, termoplastik PAN doğrusal makromoleküler zinciri, plastik olmayan, ısıya dayanıklı trapezoidal bir yapıya dönüştürmektir. Makromoleküler zincirin ana reaksiyonu, siklizasyon ve moleküller arası çapraz bağlanmadır. Buna piroliz reaksiyonu ve birçok küçük molekülün salınması eşlik eder. Arilasyon indeksi genellikle %40-60'tır.
Düşük sıcaklıkta karbonizasyon sıcaklığıGenellikle 300-800 ℃'dir, esas olarak termal çatlama reaksiyonu, çoğunlukla yüksek sıcaklıkta elektrikli fırın teli ısıtması kullanılarak, aşama büyük miktarda egzoz gazı ve katran üretir.
Özellikleri: Önceden oksitlenmiş elyafın rengi daha koyu, genellikle siyah olur, ancak hala elyafın morfolojisini korur, iç yapısı belirli bir derecede kimyasal değişikliğe uğrar, bir dizi oksijen içeren fonksiyonel grup ve çapraz bağlama yapısı oluşur, sonraki karbonizasyon için temel oluşturur.
2. (Yüksek sıcaklık) karbonizasyon aşaması, öncünün yüksek sıcaklıkta inert bir atmosferde ön oksidasyonu ve karbon heteroatomlarının (oksijen, hidrojen, azot vb. gibi) ayrıştırılmasıyla oluşan ön oksidasyondur. Böylece kademeli karbonizasyon, amorf karbon veya mikrokristalin karbon yapısının oluşumu sağlanır. Bu işlem, karbon iskeletinin oluşumunda önemli bir adımdır. Sıcaklık genellikle 1000-1800 ℃ arasındadır ve esas olarak termal yoğuşma reaksiyonudur. Grafit ısıtıcıların çoğu ısıtma için kullanılır.
Özellikleri: Karbonize malzemenin ana bileşeni karbondur, yapısı çoğunlukla amorf karbon veya kaotik grafit yapısındadır, elektriksel iletkenliği, mekanik özellikleri ön oksidasyon ürününe göre önemli ölçüde artış gösterir.
3. GrafitleşmeAmorf karbon veya mikrokristalin karbonun yapısını daha düzenli bir grafit kristal yapısına dönüştürmek için karbonizasyon ürünlerinin daha yüksek sıcaklıklarda daha ileri bir ısıl işlemden geçirilmesidir. Yüksek sıcaklığın etkisiyle karbon atomları, yüksek yönelim derecesine sahip altıgen bir kafes katman yapısı oluşturacak şekilde yeniden düzenlenir ve böylece malzemenin elektriksel ve termal iletkenliği ile mekanik mukavemeti önemli ölçüde iyileştirilir.
Özellikler: Grafitlenmiş ürün, mükemmel elektriksel ve termal iletkenliğin yanı sıra yüksek özgül mukavemet ve özgül modül sağlayan son derece kristalli bir grafit yapısına sahiptir. Örneğin, yüksek modüllükarbon lifleriyüksek derecede grafitleşme yoluyla elde edilirler.
Ön oksidasyon, karbonizasyon ve grafitleştirme için özel adımlar ve ekipman gereksinimleri:
Ön oksidasyon: 200-300°C kontrollü sıcaklıkta havada gerçekleştirilir. Elyafın çekmesini azaltmak için gerilim uygulanması gerekir.
Karbonizasyon: Sıcaklığın 1000-2000°C'ye kadar kademeli olarak artırıldığı inert atmosferde gerçekleştirilir.
Grafitleştirme: Daha yüksek sıcaklıklarda (2000-3000°C), genellikle vakumda veya inert atmosferde gerçekleştirilir.
Gönderim zamanı: 22 Mayıs 2025
