市场上90%的碳纤维以聚丙烯腈为原料，剩下的10%则是人造丝或石油沥青，它们有一个共同的特点，就是含碳量非常高。在制造的过程中，还会使用到一些气体或液体，它们能与碳纤维发生反应以达到特定的效果。本文以聚丙烯腈基碳纤维为例介绍一下它的制造流程。
 

（图示：碳纤维）

 

　　纺丝

 

　　先将聚丙烯腈与其它树脂混合，例如甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯并加入一定的催化剂让它们发生化学反应。反应结束后将它们用不同的方法纺成丝线。纺纱的时候也要加入特定的化学物品。

 

　　稳定

 

　　在碳化之间先要稳定一下它的化学性能，这个步骤通过加热完成。将纤维在空气中加热30~120分钟，温度约200℃~300℃，使得原子键模式重新排列，出去氧分子。看似简单的过程事实上很复杂，很多因素都要精细控制。

 

　　碳化和石墨化

 

　　碳化是将纤维加热到1000℃左右，去除里面的非碳原子，让纯度提高，石墨化则是加热到2000℃左右，进一步提高碳原子的含量。最后纤维的含碳量能达到95%左右。

 

　　表面处理

 

　　石墨化后，纤维的表面不能很好与环氧树脂或其它材料结合，所以还要经过一些化学处理，增加表面的粗糙度。为了防止纤维在编织或缠绕的过程中受损，还能在表面施胶，起保护作用。

 

　　制造完成后的碳纤维，需要经过一定的质量检测，常见的纤维测试包括密度、强度、拉伸模量、施胶量、耐高温程度以及其它。为了避免麻烦，在制造的时候各项数据就要严格监控，包括时间、温度、气流、和化学成分，使生产出来的产品质量更好。另外，碳纤维粉尘可能会引起皮肤过敏，吸入肺部的话无法排出，所以操作的时候一定要戴上护目镜、手套、口罩，穿工作服。

 

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