ساخت الیاف کربن از الیاف پلی‌اکریلونیتریل

الیاف کربن الیافی به قطر 6 تا 10 میکرومتر و دارای حداقل %93 کربن هستند و ساختار آن از آرایه های کربن کاملاً جهت دار شکل گرفته است . گرچه روش ساخت الیاف کربن متنوع است ولی تنها روش های تجاری ساخت الیاف فوق استفاده از پیش زمینه های آلی از قبیل ریون ، پلی اکریلونیتریل (PAN) و قیر و تجزیه حرارتی آنها می باشد . عمده الیاف کربن از پیش زمینه الیاف اکریلونیتریل تولید می گردند . تولید الیاف کربن از پیش زمینه الیاف اکریلونیتریل شامل سه مرحله می باشد . در مرحله اول الیاف اکریلونیتریل تجاری و یا ویژه در محیط اکسیدی ساختاری نردبانی شکل پیدا کرده و غیر قابل ذوب می گردند . در مرحله دوم با عملیات حرارتی در محیط خنثی، ساختار آلی آنها عمده مواد غیر کربنی خود را از دست داده و ساختاری کربنی پیدا می کند . در مرحله سوم با عملیات حرارت ی در محیط خنثی در دماهای بالاتر از 1200 o C ، خواص مکانیکی و برخی خصوصیات فیزیکی الیاف بهبود داده می شوند . پارامترهای این فرآیند زیاد و عوامل موثر بر خواص نهایی الیاف کربن متنوعند لذا نیاز به بررسی دقیق تری دارند . از سوی دیگر ایجاد هر گونه تغییر در مواد اولی ه و روش های ساخت سبب تغییر در کار بردهای نهایی این الیاف می گردد . در این مقاله با توجه به تجربیات پژوهشی و صنعتی قبلی در زمینه ساخت الیاف کربن، پارامترهای متعدد موثر در فرآیند ساخت این الیاف بدقت بررسی شده و نحوه تغییرات در خصوصیات و ساختار در اثر تغییر پار امترهای ساخت تحلیل می گردد . در ادامه پارامترهای بهینه برای ساخت الیاف کربن ارائه شده و با توجه به خصوصیات و ساختار بدست آمده، کاربردهای متنوع این محصولات مورد بررسی قرار می گیرند .