[发明专利]一种高强高模碳纤维生产方法及其专用设备

摘要

本发明涉及一种高强高模碳纤维生产方法及其专用生产设备。其中高频加热反应管分段设计,依次由脱氧段、裂解段、石墨化段、气冷段和水冷段组成,碳纤维在分段的反应管中连续的通过,石墨化段的反应温度控制在2500－2650℃,在催化剂的作用下完成碳纤维的石墨化过程。牵伸装置增加了牵伸力显示器,能够使牵伸力控制在最佳状态;通过光学测温使反应管内微小的温度变化变成电信号反馈到高频发生器内,由计算机控制和调节高频发生器的输出功率,实现整机的自动控制,操作简便,温度控制精确,产品质量均匀、一致性好。采用该装置生产的石墨化碳纤维具有高强、高模的力学性能,强度>3.5GPa,模量>400GPa,产品用途广泛,经济效益显著。

主权项

1、一种高强高模碳纤维生产方法，采用高频聚焦线性电场感应加热，使加载轴向牵伸张力的碳纤维连续通过高频线性电场的加热反应区，其特征在于高频加热反应管依次由脱氧段、裂解段、石墨化段、气冷段和水冷段组成，碳纤维在分段的反应管中连续的通过，石墨化段的反应温度控制在2500-2650℃，在催化剂的作用下完成碳纤维的石墨化过程；纤维进口端的裂解段和脱氧段通过气冷套的气冷与石墨化段依次形成温度梯度；纤维出口端的气冷段和水冷段在气冷套和水冷套的作用下使纤维温度下降；上述石墨化段与前后相邻的裂解段和气冷段石英反应管内设置喉管，使碳纤维在石墨化段通过喉管和张力束紧并定位于反应管的中心线上；上述催化剂为硼的化合物，当石墨化段温度升至2500℃时，通过Ar气将催化剂硼的化合物气体定量带入石英反应管，加速碳纤维石墨化过程。