碳纖維是怎樣制造出來(lái)的

　　大家都知道，到目前為止世界上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可以溶合碳(C)元素的溶劑(性狀：透明，無(wú)色的液體)。要把碳熔化（定義:物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的變化過(guò)程)成液體也相當(dāng)困難（difficult)。碳在空氣中加熱到400℃以上，就會(huì)逐漸氧(Oxygen)化、燒掉。只有在高于100個(gè)大氣壓的壓力下，在稀有氣體(noble gases)中加熱到3600℃以上，碳才能變成液體 。因此，制造碳纖維不能采用一般合成（解釋:由幾個(gè)部分合并成一個(gè)整體)纖維工業(yè)常用的溶解或熔融紡絲的辦法，而只能采用 ;碳化 ;的方法。

 
  　　先來(lái)說(shuō)說(shuō)聚丙烯腈碳(C)纖維來(lái)，它的制造要用我們常見(jiàn)的腈綸作原料，在碳化之前，先要加熱到250℃左右進(jìn)行預(yù)氧(Oxygen)化，使聚 丙烯腈鏈狀分子變成穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))性(The stability of)高的梯形分子。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過(guò)不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。然后，再把這種黑色的預(yù)氧化（oxidation)絲置于氮?dú)?Nitrogen)保護(hù)下進(jìn)行碳化，這樣整個(gè)分子中的 碳主鏈才不容易斷開(kāi)。加熱到1500℃左右，可得到含碳量90%左右的強(qiáng)度特別高的（strength)‘碳素纖維 ;。   　　如用粘膠長(zhǎng)絲作原料，便可以制成粘膠碳纖維。粘膠長(zhǎng)絲，就是我們平常說(shuō)的人造絲。人造絲主要由含碳、氧、氫(Hydrogen)原子的 纖維素（cellulose）組成。在氮?dú)?Nitrogen)之類的稀有氣體(noble gases)中加熱時(shí)，人造絲中氧和氫變成水分子跑了出來(lái)。如果加熱到1000℃以上，纖維中幾 乎就只剩下碳原子(化學(xué)式:C) 了。但是，在這樣高的溫度（temperature)下制取碳纖維效率(efficiency)低，強(qiáng)度和模量都不理想。   　　近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)把石油瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹(shù)脂)經(jīng)過(guò)加工處理(chǔ lǐ)熔融為細(xì)絲，也可以制成瀝青纖維。這種纖維含碳量高，經(jīng) 處理后再進(jìn)行碳化也能制得碳纖維。在這三種碳纖維中，瀝青碳纖維和粘膠碳纖維使用的較少，現(xiàn)在人們制取碳纖維還是 多以聚丙烯腈為主。   　　 123456