一种碳纤维的生产方法技术

本发明专利技术公开一种碳纤维的生产方法，将水溶性的含硼化合物溶于水中形成含硼溶液，浸渍PAN原丝，得到含硼PAN原丝；对含硼PAN原丝中硼元素含量进行测定，取硼元素质量占含硼PAN原丝质量0.01~0.1%的含硼PAN原丝备用；将备用含硼PAN原丝采用二次离子质谱分析仪进行分析，得到备用含硼PAN原丝表面至内部50nm表层中硼元素质量，取表层中硼元素质量占所有硼元素质量60%以上的原丝为PAN基碳纤维；将PAN基碳纤维经预氧化和碳化得到碳纤维；本发明专利技术能减小预氧化过程中纤维表层和内部的反应程度差异，加速预氧化过程，降低成本，明显提高碳纤维的抗氧化性能和力学性能，尤其是拉伸强度和模量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种碳纤维的生产方法，生产的碳纤维可用于制作抗氧化性能和力学性能优异的无机复合材料。
技术介绍
碳纤维是由碳含量大于90%的碳元素构成的无机纤维，不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是ー种力学性能优异的新材料。C/C复合材料(炭/炭复合材料)是ー类重要的无机复合材料，它以碳纤维为增强材料，以石墨为基体材料，因而具有质量轻和力学性能高的优良特性，也因此在航天航空领域获得了大量的应用，例如作为飞机的刹车制动片、火箭的发动机喷管材料、回收卫星等的耐烧蚀保护层等。但随着应用领域的不断扩展，对其性能要求也越来越高，其中尤其是对其力学性能和抗氧化性能有着更为严格的要求。エ业上碳纤维的制造过程，一般是将PAN (聚丙烯腈)原丝纤维经预氧化和碳化后得到碳纤維。其中预氧化过程，也就是将PAN原丝在空气气氛中20(T30(TC之间进行处理的过程，是碳纤维制造过程中非常重要的环节之一。PAN原丝经过预氧化后变为不燃不融的纤维，使后续的高温碳化处理过程成为可能。但是在预氧化过程中，由于受到氧气扩散的影响，因而原丝纤维的芯部发生氧化反应的难度比表层要大的多，产生比较明显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维的生产方法，其特征是采用如下步骤：（1）将水溶性的含硼化合物溶于水中形成含硼溶液，浸渍PAN原丝，含硼化合物通过沉积和扩散由外向内进入PAN原丝中，得到含硼PAN原丝；（2）对含硼PAN原丝中硼元素含量进行测定，取硼元素质量占含硼PAN原丝质量0.01~0.1%的含硼PAN原丝备用；（3）将备用含硼PAN原丝采用二次离子质谱分析仪进行分析，得到备用含硼PAN原丝表面至内部50nm表层中硼元素质量，取表层中硼元素质量占所有硼元素质量60%以上的原丝为PAN基碳纤维；（4）将PAN基碳纤维在温度为200~300℃空气气氛中进行预氧化50~150min，得到预氧化后的纤维，再将预氧化后的纤...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩静，张淑斌，刘福杰，范立东，程璐，薛林兵，庞培东，
申请(专利权)人：江苏航科复合材料科技有限公司，
类型：发明
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