PAN əsaslı xam tellərin əmələ gəlməsi üçün əvvəlcədən oksidləşdirilməli, aşağı temperaturda karbonlaşdırılmalı və yüksək temperaturda karbonlaşdırılmalıdır.karbon lifləri, sonra qrafitləşdirilərək qrafit lifləri hazırlanır. Temperatur 200℃-dən 2000-3000℃-ə çatır ki, bu da müxtəlif reaksiyalar aparır və öz növbəsində fərqli xüsusiyyətlərə malik fərqli strukturlar əmələ gətirir.
1. Piroliz mərhələsi:Aşağı temperaturlu hissədə əvvəlcədən oksidləşmə, yüksək temperaturlu hissədə aşağı temperaturlu karbonlaşma
Oksidləşmədən əvvəl arilləşmə baş verir, təxminən 100 dəqiqə davam edir, temperatur 200-300 ℃-dir. Məqsəd termoplastik PAN xətti makromolekulyar zənciri qeyri-plastik istiliyədavamlı trapezoidal quruluşa çevirməkdir. Makromolekulyar zəncirin əsas reaksiyası siklləşmə və molekullararası çarpazlaşmadır, piroliz reaksiyası və bir çox kiçik molekulun sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur. Arilləşmə indeksi ümumiyyətlə 40-60% -dir.
Aşağı temperaturlu karbonlaşma temperaturuÜmumiyyətlə 300-800 ℃-dir, əsasən istilik krekinq reaksiyası, əsasən yüksək temperaturlu elektrik sobası telli isitmə istifadə olunur, mərhələ çox miqdarda işlənmiş qaz və qatran istehsal edir.
Xüsusiyyətləri: Əvvəlcədən oksidləşmiş lifin rəngi daha tündləşəcək, adətən qara olacaq, lakin yenə də lifin morfologiyasını qoruyub saxlayacaq, daxili quruluş müəyyən dərəcədə kimyəvi dəyişikliklərə məruz qalmış, bir sıra oksigen tərkibli funksional qrupların və çarpaz əlaqəli strukturun əmələ gəlməsi sonrakı karbonlaşmanın təməlini qoymuşdur.
2. (Yüksək temperaturlu) karbonlaşma mərhələsi, yüksək temperaturda inert atmosferdə preoksidləşmə prosesidir. Bu proses karbon heteroatomlarına (məsələn, oksigen, hidrogen, azot və s.) əlavə olaraq çıxarılır və tədricən karbonlaşma, amorf karbon və ya mikrokristal karbon strukturunun əmələ gəlməsi ilə həyata keçirilir. Bu proses karbon skeletinin formalaşmasında əsas addımdır. Temperatur ümumiyyətlə 1000-1800 ℃ arasındadır və əsasən istilik kondensasiyası reaksiyasıdır. Qrafit qızdırıcılarının əksəriyyəti isitmə üçün istifadə olunur.
Xüsusiyyətləri: Karbonlaşmış materialın əsas komponenti karbondur, strukturu əsasən amorf karbon və ya xaotik qrafit strukturundan ibarətdir, elektrik keçiriciliyi, mexaniki xüsusiyyətləri oksidləşmədən əvvəlki məhsulla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə artır.
3. Qrafitləşməamorf karbon və ya mikrokristal karbonun strukturunu daha nizamlı qrafit kristal quruluşuna çevirmək üçün karbonlaşma məhsullarının daha yüksək temperaturda əlavə istilik emalıdır. Yüksək temperaturun təsiri ilə karbon atomları yüksək dərəcədə istiqamətlənmiş altıbucaqlı qəfəs təbəqəsi quruluşu yaratmaq üçün yenidən düzülür və beləliklə, materialın elektrik və istilik keçiriciliyini və mexaniki möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Xüsusiyyətləri: Qrafitləşdirilmiş məhsul yüksək kristallik qrafit quruluşuna malikdir ki, bu da əla elektrik və istilik keçiriciliyi, eləcə də yüksək xüsusi möhkəmlik və xüsusi modul təmin edir. Məsələn, yüksək modulkarbon lifləriyüksək dərəcədə qrafitləşmə yolu ilə əldə edilir.
Əvvəlcədən oksidləşmə, karbonlaşma və qrafitləşmə üçün xüsusi addımlar və avadanlıq tələbləri:
Əvvəlcədən oksidləşmə: havada 200-300°C temperaturda aparılır. Lifin büzülməsini azaltmaq üçün gərginlik tətbiq edilməlidir.
Karbonlaşma: temperaturun tədricən 1000-2000°C-yə qədər artması ilə inert atmosferdə aparılır.
Qrafitləşmə: daha yüksək temperaturda (2000-3000°C), adətən vakuumda və ya inert atmosferdə aparılır.
Yayımlanma vaxtı: 22 may 2025
