PAN bazlı ham tellerin önceden oksitlenmesi, düşük sıcaklıkta karbonize edilmesi ve yüksek sıcaklıkta karbonize edilmesi gerekir.karbon liflerve daha sonra grafit lifleri yapmak için grafitleştirilir. Sıcaklık 200℃ ila 2000-3000℃'ye 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
Ön oksidasyon arilasyonu meydana gelir, yaklaşık 100 dakikalık uzunluk, 200-300 ℃ sıcaklık, amaç termoplastik PAN doğrusal makromoleküler zinciri plastik olmayan ısıya dayanıklı trapezoidal yapıya dönüştürmektir, siklizasyon ve moleküller arası çapraz bağlamanın makromoleküler zinciri için ana reaksiyon, piroliz reaksiyonu ve birçok küçük molekülün serbest bırakılmasıyla birlikte. 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 derecede kimyasal değişikliklere uğrar, bir dizi oksijen içeren fonksiyonel grup ve çapraz bağlama yapısı oluşur ve sonraki karbonizasyon için temel oluşturur.
2. (Yüksek sıcaklık) karbonizasyon aşaması, öncünün yüksek sıcaklıkta inert bir atmosferde ön oksidasyonudur, ayrışma, karbon heteroatomlarına (oksijen, hidrojen, azot vb. gibi) ek olarak bunların uzaklaştırılması, böylece kademeli karbonizasyon, amorf karbon veya mikrokristalin karbon yapısının oluşumu. Bu süreç, karbon iskeletinin oluşumunda önemli bir adımdır. Sıcaklık genellikle 1000-1800 ℃ arasındadır, esas olarak termal yoğunlaşma reaksiyonu, 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 daha yüksek sıcaklıklarda karbonizasyon ürünlerinin daha ileri bir ısıl işlemidir. Yüksek sıcaklığın etkisiyle karbon atomları yeniden düzenlenerek yüksek yönelim derecesine sahip altıgen kafes tabaka yapısı oluşturulur ve böylece malzemenin elektriksel ve termal iletkenliği ve mekanik mukavemeti önemli ölçüde iyileştirilir.
Özellikler: Grafitlenmiş ürün, mükemmel elektriksel ve termal iletkenlik, yüksek özgül mukavemet ve özgül modül sağlayan oldukça kristalin bir grafit yapısına sahiptir. Örneğin, yüksek modülkarbon lifleryüksek derecede grafitleşme ile elde edilirler.
Ön oksidasyon, karbonizasyon ve grafitleştirme için özel adımlar ve ekipman gereksinimleri:
Ön oksidasyon: 200-300°C'lik kontrollü bir sıcaklıkta havada gerçekleştirilir. Elyaf büzülmesini azaltmak için gerginlik uygulanması gerekir.
Karbonizasyon: Sıcaklığın 1000-2000°C'ye kadar kademeli olarak artırıldığı inert bir atmosferde gerçekleştirilir.
Grafitleştirme: Daha yüksek sıcaklıklarda (2000-3000°C), genellikle vakumda veya inert atmosferde gerçekleştirilir.
Gönderi zamanı: 22-Mayıs-2025
