[发明专利]一种高强度高模量碳纤维的制备系统及方法有效
| 申请号： | 201810536653.X | 申请日： | 2018-05-30 |
| 公开（公告）号： | CN108560081B | 公开（公告）日： | 2023-07-18 |
| 发明（设计）人： | 钱鑫;张永刚;王雪飞;宋书林 | 申请（专利权）人： | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
| 主分类号： | D01F9/12 | 分类号： | D01F9/12 |
| 代理公司： | 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 | 代理人： | 刘诚午 |
| 地址： | 315201 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 强度 高模量 碳纤维 制备 系统 方法 | ||
1.一种高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，采用的制备装置包括碳纤维丝束依次进入的低温石墨化装置与高温石墨化装置；所述低温石墨化装置与高温石墨化装置均设有丝束通道，沿丝束通道方向设有石墨发热体；
所述低温石墨化装置中的石墨发热体长度为50-100cm，对碳纤维丝束的石墨化温度为2000-2300℃；所述高温石墨化装置中的石墨发热体长度为100-200cm，对碳纤维丝束的石墨化温度为2400-2800℃；
所述的制备方法包括：
(1)碳纤维丝束首先进入低温石墨化装置在惰性气氛下进行低温石墨化处理，石墨化处理温度为2000-2300℃；
(2)然后进入高温石墨化装置在惰性气氛下进行高温石墨化处理，石墨化处理温度为2400-2800℃，收丝后得到高强度高模量碳纤维。
2.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，所述低温石墨化装置与高温石墨化装置中的石墨发热体均有两个，对称固定于丝束通道外。
3.根据权利要求1或2所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，所述低温石墨化装置与高温石墨化装置的石墨发热体外设有保温层。
4.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，所述低温石墨化装置与高温石墨化装置在丝束通道的进、出口处设有保护气入口。
5.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳纤维丝束采用干法、湿法和干喷湿纺的一种或多种方法制备得到。
6.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，低温石墨化处理时间为10-90s，总牵伸倍率2-6％。
7.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，高温石墨化处理时间为10-120s，总牵伸倍率3-9％。
8.根据权利要求1所述的高强度高模量碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中惰性气氛为高纯氩气、氮气或两者的混合气。
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