高性能PAN基碳纤维的制造及过程分析

摘要

PAN基碳纤维的制造过程是一个多反应、多变化的复杂过程,通过对PAN基原丝的热氧 化实验和在N<,2>保护下的碳化试验研究,结果表明,PAN基纤维在热反应过程中,纤维密度随反应温度的升高而增加.施以拉伸条件,可提高纤维的强度.试验中阐明了氧化纤维、碳化纤维制造过程中的控制方法、关键因素、关键设备,以及纤维的结构和力学性能的变化.对纤维反应过程中静电的产生及影响进行了剖析.碳化过程中,着重研究了反应气氛的控制,纤维直径的变化对力学性能的影响,在碳纤维的表面处理过程,试验分析了电流强度、电解质浓度、表面处理时间的变化对强度的影响.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

1.1绪言

1.2 PAN基碳纤维的制造方法

1.3 PAN碳纤维的工业生产技术

第二章氧化纤维的制备及过程分析

2.1聚丙烯腈纤维的热反应特性

2.2氧化纤维的制备

2.2.1反应温度与氧化纤维密度之间的变化关系

2.2.2最终温度和升温速率对氧化纤维皮芯结构的影响

2.2.3氧化过程中纤维张力的变化

2.2.4纤维热氧化行为中静电的产生及影响因素

2.2.5氧化炉内气氛的控制及炉体结构对温度分布的影响

2.2.6氧化纤维的性能

第三章碳纤维的制备及过程分析

3.1碳纤维用高纯氮气的制备

3.2低温碳化炉

3.3高温碳化炉

3.4低温碳化过程中废气的排放速率及排放位置的设定

3.5高温碳化气氛的控制与排放位置的设定

3.6纤维直径对结构和性能的影响

第四章碳纤维的表面处理

4.1电解质浓度的变化对碳纤维力学性能的影响

4.2电流密度对碳纤维力学性能的影响

4.3表面处理时间对碳纤维力学性能的影响

第五章结论

参考文献

致谢