新材料之王—— 碳纤维,已逐渐走入了我们的生活。这些进入寻常百姓家的碳纤维制品到底是如何制成的呢?
碳纤维制作
1、 使用塑料纤维束作为原材料
2、 塑料纤维通过氧化炉(持续几分钟,温度480F左右),从空气中夺取氧粒子,这个过程对纤维的原子结构进行了重排,从而使得纤维束获得了抗高温能力。
3、 氧化时,纤维束颜色最终变为了黑色。
4、 下一步是碳化过程。纤维束进入无氧加热炉,加热过程除去了大部分的非碳元素,剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体,与纤维平行排列,增强了纤维束的强度。
5、 纤维束通过离子水,从而更好的吸收树脂。
6、 为纤维束施加少量初级的树脂层。
7、 卷轴将制成的纤维束卷成卷,买家既可将它编织成碳纤维制品,或使用树脂制成预浸料。
预浸料制作
预浸是复合材料成型的重要工艺,它是将织物进行热处理或表面化学处理,包括浸渍树脂、烘干、收卷、剪裁等一系列工艺,主要用于层压、卷制、布带缠绕和裱糊成型。碳纤维浸料就是将碳纤维纱与环氧树脂等复合而成的材料,下面主要讲一下它的生产工艺。
8、 制作浸渍树脂。
9、 树脂倒入镀膜机。
10、 纸上镀了一层湿的薄树脂膜(纸使用了脱模剂进行了预处理)。
11、 另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布。
12、 将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机。
13、 碳纤维单向布被送入的过程中,加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收。
14、 碳纤维单向布经过两层树脂纸之间,高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间。
15、 冷却盘将液态树脂变成胶状。
16、 树脂变成胶状后,脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除。
17、 使用聚酯膜覆盖预浸料表面(作为保护膜)
18、 预浸料卷成卷,收集。
这些复杂的制作、加工过程,使得碳纤维制品在各个领域大放异彩,然而碳纤维的发展是一部真正的逆袭史!
碳纤维的逆袭史
来源:新材料在线
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