碳纖維卡夢（Carbon Fiber）是一種由碳元素組成的高性能材料，以其輕質、高強度、高模量和耐腐蝕等特性廣泛套用於航空航天、汽車製造、體育器材等領域。以下是碳纖維製作的基本流程：
1. 原料準備
- 前驅體材料：碳纖維的主要原料是聚丙烯腈（PAN）纖維、瀝青纖維或黏膠纖維。其中，聚丙烯腈纖維是最常用的前驅體。
- 預處理：將前驅體纖維進行清洗和乾燥，以去除雜質和水分。
2. 氧化處理
- 將前驅體纖維在200-300℃的空氣中進行氧化處理，使其分子結構發生交聯，形成穩定的梯形結構。這一步驟是為了防止纖維在後續高溫處理中熔化。
3. 碳化處理
- 將氧化後的纖維在惰性氣體（如氮氣）保護下加熱至1000-1500℃，使其碳化。碳化過程中，纖維中的非碳元素（如氫、氧、氮）被去除，形成高純度的碳纖維。
4. 石墨化處理（可選）
- 為進一步提高碳纖維的強度和模量，可將其在更高溫度（2000-3000℃）下進行石墨化處理。這一步驟使碳纖維的晶體結構更加規整，從而提高其性能。
5. 表面處理
- 碳纖維表面通常較為惰性，不易與其他材料結合。為提高其與樹脂等基體的結合力，需對碳纖維進行表面處理，如氧化、塗層或等離子處理。
6. 上漿處理
- 在碳纖維表面塗覆一層上漿劑，以保護纖維並提高其在複合材料中的分散性和粘合性。
7. 編織與成型
- 將碳纖維編織成布、帶、氈等形狀，或直接用於複合材料成型。常見的成型工藝包括：
- 預浸料：將碳纖維浸漬樹脂後製成預浸料，再通過熱壓成型。
- 拉擠成型：將碳纖維通過樹脂浴後拉擠成型。
- 纏繞成型：將碳纖維纏繞在模具上，再固化成型。
8. 固化與後處理
- 將成型後的碳纖維製品在高溫高壓下進行固化，使其樹脂基體完全硬化。固化後，可能需要進行切割、打磨等後處理工序。
9. 質量檢測
- 對成品進行力學性能、表面質量、尺寸精度等檢測，確保其符合設計要求。
套用領域
- 航空航天：用於製造飛機機身、火箭外殼等。
- 汽車工業：用於製造車身、底盤等輕量化部件。
- 體育器材：用於製造腳踏車、高爾夫球桿、網球拍等。
- 建築與基礎設施：用於加固橋樑、建築結構等。
碳纖維的製作過程複雜且技術要求高，但其優異的性能使其在現代工業中具有不可替代的地位。