一、碳纖維是什么材料
纖維材料是纖維狀物質(zhì)通過紡織加工工藝形成的結(jié)構(gòu)化材料，可以制作纖維材料的材質(zhì)眾多，如常見的玻璃纖維、石棉纖維、聚酯纖維等，碳纖維也是纖維材料的一種。
碳纖維是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量在90%以上，是一種高強度、高模量纖維，用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成。和其他纖維材料相比，碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性。
二、碳纖維是怎么制造出來的
碳纖維主要由碳組成，不過它并不是直接用碳或石墨來制取的，而是采用一些含碳的有機纖維原料，將有機纖維與塑料樹脂結(jié)合在一起炭化制得碳纖維，具體的制作過程是：
1、選取有機纖維
被選用來制備碳纖維的有機纖維主要包括：聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維等，其中應(yīng)用較普遍的是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。選用不同的有機纖維作為原料，對具體的工藝參數(shù)會有不同的要求，制備出來的碳纖維的性能也會有一定的差異。
2、纖維紡絲
以聚丙烯腈碳纖維為例，聚丙烯腈以水溶劑制得15%的紡絲液，水溶劑一般為硫氰酸鈉或硝酸、二甲基亞砜等，經(jīng)過濕法紡絲或者干噴紡絲等紡絲工藝既可制得原絲；制得的原絲于緯織機中織成布，然后送預(yù)氧化處理器進行預(yù)氧化處理。
3、預(yù)氧化處理
預(yù)氧化處理分兩段進行，聚丙烯腈纖維布先在催化劑存在于200~220℃及張力狀態(tài)條件下用空氣（或氧化）進行氧化處理10~30min，并在220~330℃及張力狀態(tài)條件下繼續(xù)氧化處理30~100min，使纖維的顏色逐漸由白變黃，最后變成銅褐色。預(yù)氧化處理中產(chǎn)生的廢氣由處理裝置中排出，處理的纖維送炭化處理器進行炭化處理。
4、炭化處理
炭化過程在純氮氣流（或真空）保護下進行，經(jīng)過低溫炭化（300~1000℃）和高溫炭化（1000~1800℃）轉(zhuǎn)化成具有亂層結(jié)構(gòu)的碳纖維。炭化過程中產(chǎn)生的氮氫分解氣體及炭化分解氣體先后由炭化處理裝置中排出。
經(jīng)過以上步驟，碳纖維就制作出來了，如果需要制作成石墨纖維，可以將碳纖維送石墨處理器中進行處理。
