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碳纖維的制作工藝是非常復雜的,它的主要材料是石墨纖維材料,在生產中,對制作的工藝要求甚高,比如碳纖維制品生產的溫度。碳纖維中黏結劑煤瀝青的焦化在650~700℃已基本完成,但加熱到700℃以上,焙燒品的真密度進一步提高,焙燒品的體積收縮仍在進行,同時碳纖維制品機械強度、導電性和導熱性繼續有所提高,800℃后體積收縮基本穩定下來。因此,為了保證后序工序的成品率,焙燒最終溫度定為不低于800℃(碳纖維材料實際受熱溫度),這樣焙燒品在石墨化爐內就能順利地進行高溫熱處理。但由于焙燒爐溫度場的不均勻,爐內各部位溫差較大,因此,目前工業生產中最終焙燒溫度(碳纖維材料實際受熱溫度)一般控制在900~1000℃(此時火道溫度達到1100~1300℃)。
而在碳纖維焙燒過程中,一定要遵循“兩頭快,中間慢”的原則。這是因為焙燒各個階段的加熱速度決定著碳纖維所發生的物理化學變化過程,應保證碳纖維中的反應進程按黏結劑煤瀝青的熱解縮聚規律進行,即在煤瀝青軟化階段不使碳纖維變形,在煤瀝青熱解縮聚生成豬結焦階段不使炭坯彎曲、變形和開裂,并且應得到最大的結焦殘碳量和整體燒結強度。
生坯溫度在200℃以前,生坯沒有明顯的物理化學變化,加熱速度可以適當加快,否則,低粘度的煤瀝青發生物理遷移,就會產生空頭變形廢品。碳纖維溫度達到700℃以后,煤瀝青黏結劑的焦化過程基本結束,升溫速率可以加快。而焙燒的關鍵階段,特別是碳纖維溫度在200~500℃之間時,煤瀝青劇烈分解,導致揮發分大量逸出,升溫速率應特別予以控制,緩慢升溫,否則容易產生大量廢品。