Wayar mentah berasaskan PAN perlu dipraoksida, dikarbonkan pada suhu rendah, dan dikarbonkan pada suhu tinggi untuk membentukgentian karbon, dan kemudian digrafitkan untuk membuat gentian grafit. Suhu mencapai dari 200 ℃ hingga 2000-3000 ℃, yang menjalankan tindak balas yang berbeza dan membentuk struktur yang berbeza, yang seterusnya mempunyai sifat yang berbeza.
1. Peringkat pirolisis:Pra-pengoksidaan di bahagian suhu rendah, pengkarbonan suhu rendah di bahagian suhu tinggi
Pra-pengoksidaan arilasi berlaku, panjang hampir 100 minit, suhu 200-300 ℃, tujuannya adalah untuk termoplastik PAN rantaian makromolekul linear ke dalam struktur trapezoid tahan haba bukan plastik, tindak balas utama untuk rantaian makromolekul kitaran dan silang silang antara molekul, disertai dengan tindak balas pirolisis kecil dan pembebasan pirolisis. Indeks arylasi biasanya 40-60%.
Suhu pengkarbonan suhu rendahbiasanya 300-800 ℃, terutamanya tindak balas keretakan haba, kebanyakannya menggunakan pemanasan wayar relau elektrik suhu tinggi, peringkat menghasilkan sejumlah besar gas ekzos dan tar,.
Ciri-ciri: Warna gentian pra-teroksida akan menjadi lebih gelap, biasanya hitam, tetapi masih mengekalkan morfologi gentian, struktur dalaman telah mengalami tahap tertentu perubahan kimia, pembentukan beberapa kumpulan berfungsi yang mengandungi oksigen dan struktur penghubung silang, meletakkan asas untuk pengkarbonan berikutnya.
2. (Suhu tinggi) peringkat pengkarbonan, adalah pra-pengoksidaan prekursor dalam suasana lengai pada penguraian suhu tinggi, penyingkiran yang sebagai tambahan kepada heteroatom karbon (seperti oksigen, hidrogen, nitrogen, dll), supaya pengkarbonan beransur-ansur, pembentukan karbon amorf atau struktur karbon mikrohablur. Proses ini merupakan langkah utama dalam pembentukan rangka karbon. Suhu biasanya antara 1000-1800 ℃, terutamanya tindak balas pemeluwapan haba, kebanyakan pemanas grafit digunakan untuk pemanasan.
Ciri-ciri: Komponen utama bahan berkarbonisasi ialah karbon, struktur kebanyakannya karbon amorf atau struktur grafit huru-hara, kekonduksian elektriknya, sifat mekanikal berbanding dengan produk pra-pengoksidaan mempunyai peningkatan yang ketara.
3. Grafitisasiialah rawatan haba selanjutnya bagi produk pengkarbonan pada suhu yang lebih tinggi untuk menggalakkan struktur karbon amorf atau karbon mikrohablur kepada struktur kristal grafit yang lebih teratur. Melalui tindakan suhu tinggi, atom karbon disusun semula untuk membentuk struktur lapisan kekisi heksagon dengan tahap orientasi yang tinggi, sekali gus meningkatkan kekonduksian elektrik dan haba dan kekuatan mekanikal bahan dengan ketara.
Ciri-ciri: Produk bergrafit mempunyai struktur grafit yang sangat hablur, yang memberikan kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik, serta kekuatan khusus yang tinggi dan modulus khusus. Contohnya, modulus tinggigentian karbondiperoleh melalui grafisasi yang tinggi.
Langkah-langkah khusus dan keperluan peralatan untuk pra-pengoksidaan, pengkarbonan dan grafitasi:
Pra-pengoksidaan: dijalankan di udara pada suhu terkawal 200-300°C. Ketegangan perlu digunakan untuk mengurangkan pengecutan gentian.
Karbonisasi: dijalankan dalam suasana lengai dengan peningkatan suhu secara beransur-ansur kepada 1000-2000°C.
Grafitisasi: dijalankan pada suhu yang lebih tinggi (2000-3000°C), biasanya dalam vakum atau dalam suasana lengai.
Masa siaran: Mei-22-2025
