碳纖維是用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、酚(phenol)醛(aldehyde)纖維為原料制造而成的，其中最重要的兩個(gè)步驟是預(yù)氧(Oxygen)化和石墨(化學(xué)式C )化，這是為了篩除纖維原料中除碳以外的雜質(zhì)，讓它的含碳量最終達(dá)到95%以上。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái)，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。本文小編要和大家說(shuō)的是碳纖維預(yù)氧化（oxidation)過(guò)程(guò chéng)中的物性變化。

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  　　1、牽引與收縮。在預(yù)氧(Oxygen)化過(guò)程(guò chéng)中，會(huì)出現(xiàn)兩類收縮：物理收縮和化學(xué)收縮。在熱氧化環(huán)境中，大分子鏈的布朗熱運(yùn)動(dòng)要加快，鏈段或鏈節(jié)要解取向，出現(xiàn)更多的構(gòu)象，使其處于熱力學(xué)穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))狀態(tài)。這種物理收縮大多發(fā)生在200℃以下，需加張力抑制收縮，否則纖維疏松而沒(méi)有強(qiáng)力。即使實(shí)施牽伸措施（指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法)，仍然存在一定程度的解取向。   　　2、溫度和溫度梯。溫度和溫度梯度的設(shè)置是預(yù)氧化的主要工藝參數(shù)，備受人們的關(guān)注。目前大致分為兩大類型，一是低溫慢速預(yù)氧化，二是高溫快速預(yù)氧化。在20世紀(jì)90年代，大多采用低溫慢速，而目前大多采用高溫快速法。在200℃之前，纖維主要發(fā)生物理過(guò)程，200℃之后，主要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。   　　3、纖維強(qiáng)度（strength)的下降。在預(yù)氧化過(guò)程中，隨著預(yù)氧化進(jìn)行原絲的拉伸強(qiáng)度逐步（step by step)下降，這是因?yàn)閭?cè)鏈氰基轉(zhuǎn)化為梯形結(jié)構(gòu)，使大分子鏈之間的內(nèi)聚能高密度（單位:g/cm3或kg/m3)顯著（striking）下降，再加之大分子鏈的熱解，致使拉伸強(qiáng)度下降。拉伸強(qiáng)度的下降的程度取決于芳構(gòu)化指數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，預(yù)氧化處理(chǔ lǐ)后，纖維的拉伸強(qiáng)度幾乎降到原來(lái)的一般。這不要緊，因?yàn)樵诤竺娴墓ば蛑袝?huì)提升強(qiáng)度。   　　4、密度的變化。隨著預(yù)氧化反應(yīng)的發(fā)生，纖維密度逐步提高。原因主要有一下幾個(gè)：

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　　①氫的包含比重逐步（step by step)下降(descend)，結(jié)合氧(Oxygen)量逐步增加，分子量較大的元素氧逐步取代分子量輕的氫；
　　②分子的線長(zhǎng)度縮小，致使密度（單位:g/cm3或kg/m3)提高；
　　③牽伸力使縱向伸長(zhǎng)和徑向收縮，促進(jìn)了密度的提高；
　　④分子間的交聯(lián)或縮聚使分子間的次價(jià)鍵力轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)鍵力。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過(guò)不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。   　　預(yù)氧(Oxygen)化（oxidation)是雖然只是碳(C)纖維制造過(guò)程(guò chéng)中的一個(gè)步驟（procedure)，但涉及的網(wǎng)站內(nèi)容知識(shí)(zhī shí)也很多，關(guān)于聚丙烯腈基碳纖維預(yù)氧化的全過(guò)程，有興趣的話可以看看這篇文章，想了解(Find out)更多碳纖維的內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注官網(wǎng)，我們會(huì)定期更新相關(guān)(related)內(nèi)容。   　　 123456