التصنيف ونطاق درجة الحرارة لكربنة ألياف الكربون

التصنيف ونطاق درجة الحرارة لكربنة ألياف الكربون

يمكن تقسيم تكربن ألياف الكربون إلى نوعين بناءً على نطاقات درجات الحرارة المختلفة: الكربنة ذات درجة الحرارة المنخفضة والكربنة ذات درجة الحرارة المرتفعة. بشكل عام، الكربنة التي تزيد عن 1000 درجة يمكن أن تسمى الكربنة ذات درجة الحرارة العالية، ولكن هذه مجرد حدود غامضة. ما هو نطاق درجة الحرارة المحدد للكربنة في درجات الحرارة المنخفضة والكربنة في درجات الحرارة العالية؟

1. يتم تنفيذ الكربنة ذات درجة الحرارة المنخفضة في فرن الكربنة ذو درجة الحرارة المنخفضة، مع نطاق درجة حرارة يبلغ عمومًا 300-800 درجة. أثناء مرحلة تثبيت الأكسجين الحراري لتكوين هيكل شبه منحرف حراري، تحدث تغيرات جذرية، وعادة ما يكون جو التفاعل محميًا بغاز خامل N2.

2. تتراوح درجة حرارة فرن الكربنة ذو درجة الحرارة العالية بشكل عام بين 800 إلى 1600 درجة. إن عملية الكربنة ذات درجة الحرارة العالية هي في الواقع عملية يتحول فيها هيكل ألياف الكربون إلى بنية جرافيت غير منتظمة أو بنية جرافيت. ستعمل العملية برمتها على تفريغ عناصر أخرى غير الكربون، مما يؤدي إلى إنتاج ألياف الكربون التي يزيد محتوى الكربون فيها عن 90%.

إن الهدف من تفحيم ألياف الكربون هو في الواقع ألياف PAN، والمادة النهائية التي يتم الحصول عليها هي ألياف الكربون أو ألياف الجرافيت، وهو ما يسمى الكربنة. وبعد ضبط درجة الحرارة والتحكم فيها، يتم الحصول على هياكل مختلفة من ألياف الكربون (أو ألياف الجرافيت). وعلى الرغم من أن هذه العملية قد تبدو سهلة، إلا أنه من الصعب تحقيقها حقًا. وهذا أيضًا هو السبب الأساسي الذي يجعل الصين لا تزال بحاجة إلى بذل الجهود في إعداد سلائف ألياف الكربون.

إن عملية تحضير ألياف الكربون معقدة للغاية، وليس من السهل التحكم في جميع المتغيرات الداخلة في تحضير ألياف الكربون عالية الأداء. إذا أخذنا تفحيم ألياف الكربون كمثال، فإن التحكم في درجة الحرارة وحده يؤثر على الأداء العام لألياف الكربون المتفحمة. ما هي درجة حرارة الكربنة المناسبة لألياف الكربون؟

وصف موجز لتفحم ألياف الكربون المستندة إلى PAN

ألياف الكربون المعتمدة على البولي أكريلونيتريل (PAN) هي نوع شائع الاستخدام من ألياف الكربون، والذي يتم تحضيره عن طريق الأكسدة المسبقة وكربنة ألياف PAN. إذا تم إجراء المزيد من المعالجة بالجرافيت، سيتم تشكيل ألياف الجرافيت. ألياف الجرافيت هي في الواقع نوع من ألياف الكربون، مع محتوى كربون أعلى وتغييرات أساسية في الترتيب الجزيئي، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في معامل الشد.

www.superbheater.com