PAN негізіндегі шикі сымдарды қалыптастыру үшін алдын ала тотықтыру, төмен температурада көміртендіру және жоғары температурада көміртендіру қажет.көміртекті талшықтар, содан кейін графиттелген графит талшықтарын жасайды. Температура 200℃-тан 2000-3000℃-қа дейін жетеді, бұл әртүрлі реакцияларды жүзеге асырады және әртүрлі құрылымдарды түзеді, бұл өз кезегінде әртүрлі қасиеттерге ие.
1. Пиролиз сатысы:Төмен температуралы бөлікте алдын ала тотығу, жоғары температуралы бөлікте төмен температуралы көміртектену
Тотығу алдындағы арилдену жүреді, ұзақтығы шамамен 100 минут, температурасы 200-300 ℃, мақсаты термопластикалық PAN сызықты макромолекулалық тізбекті пластикалық емес ыстыққа төзімді трапеция тәрізді құрылымға айналдыру, макромолекулалық тізбектің негізгі реакциясы циклдену және молекулааралық айқас байланыс, пиролиз реакциясы және көптеген ұсақ молекулалардың бөлінуі. Арилдену индексі әдетте 40-60% құрайды.
Төмен температуралы көміртектену температурасыӘдетте 300-800 ℃ температурада, негізінен термиялық крекинг реакциясы, негізінен жоғары температуралы электр пешінің сымымен қыздыру қолданылады, сатыда көп мөлшерде шығатын газ бен шайыр шығарылады.
Сипаттамалары: Алдын ала тотыққан талшықтың түсі күңгірттенеді, әдетте қара болады, бірақ талшықтың морфологиясын сақтайды, ішкі құрылымы белгілі бір дәрежеде химиялық өзгерістерге ұшырайды, бірқатар оттегі бар функционалдық топтардың және көлденең байланысқан құрылымның пайда болуы кейінгі көміртектенудің негізін қалайды.
2. (Жоғары температуралы) көміртектену сатысы, бұл жоғары температурада инертті атмосферада прекурсордың алдын ала тотығуы, көміртек гетероатомдарынан (мысалы, оттегі, сутегі, азот және т.б.) басқа, оны алып тастау, осылайша біртіндеп көміртектену, аморфты көміртек немесе микрокристалды көміртек құрылымының пайда болуы. Бұл процесс көміртек қаңқасының қалыптасуындағы маңызды қадам болып табылады. Температура әдетте 1000-1800 ℃ аралығында, негізінен термиялық конденсация реакциясы, графит қыздырғыштарының көпшілігі қыздыру үшін қолданылады.
Сипаттамасы: Карбондалған материалдың негізгі компоненті көміртек болып табылады, құрылымы көбінесе аморфты көміртек немесе хаосты графит құрылымынан тұрады, оның электр өткізгіштігі, механикалық қасиеттері тотығу алдындағы өніммен салыстырғанда айтарлықтай артады.
3. Графитизацияаморфты көміртектің немесе микрокристалды көміртектің құрылымын реттелген графит кристалды құрылымына дейін көтеру үшін көміртектену өнімдерін жоғары температурада қосымша термиялық өңдеу болып табылады. Жоғары температураның әсерінен көміртек атомдары жоғары бағдарлану дәрежесі бар алтыбұрышты тор қабатының құрылымын қалыптастыру үшін қайта орналасады, осылайша материалдың электрлік және жылу өткізгіштігі мен механикалық беріктігін айтарлықтай жақсартады.
Сипаттамалары: Графиттелген өнім жоғары кристалды графит құрылымына ие, ол тамаша электр және жылу өткізгіштігін, сондай-ақ жоғары меншікті беріктік пен меншікті модульді қамтамасыз етеді. Мысалы, жоғары модульдікөміртекті талшықтарграфитизацияның жоғары дәрежесі арқылы алынады.
Алдын ала тотығу, көміртектеу және графиттеу бойынша нақты қадамдар мен жабдық талаптары:
Алдын ала тотығу: ауада 200-300°C бақыланатын температурада жүзеге асырылады. Талшықтың кішіреюін азайту үшін кернеу қолдану қажет.
Карбонизация: инертті атмосферада температураны біртіндеп 1000-2000°C дейін көтеру арқылы жүзеге асырылады.
Графиттеу: жоғары температурада (2000-3000°C), әдетте вакуумда немесе инертті атмосферада жүзеге асырылады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 22 мамыр
