碳纤维在如今世界里的种种妙用已经证明了它的价值，而如何生产出更具性能优势碳纤维材料一直是全球科学家们不断研究的课题。让我们来了解一下碳纤维制作的整个过程，看看这其中包含的4个步骤。
 
碳纤维制造过程包含这4个步骤
 
    碳纤维制造过程包含这4个步骤
 
    碳纤维并不是只有一种，而且碳纤维自身也有性能强弱之分，因此想要制造出符合需求的碳纤维并不是一件容易的事情。目前碳纤维有PAN基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维几种，其中PAN基碳纤维的使用更为广泛。想要生产出PAN基碳纤维，需要经过纺丝、预氧化、碳化和石墨化等处理。
 
    1、纺丝：PAN基指的是聚丙烯腈聚合物，在制备碳纤维之前，需要将聚丙烯腈与水溶剂混合制得15%的纺丝液，再通过湿法纺丝或干湿法纺丝等方式获得PAN原丝，制得的PAN原丝需要还要使用纬织机织成布，然后再进行下一步的操作。
 
    2、预氧化处理：预氧化是PAN基碳纤维制备最为重要的一个步骤，预氧化可分为2段进行。首先聚丙烯腈纤维布与催化剂同时存放于200~220℃及张力状态条件下，通过空气（或氧化）进行氧化处理10~30分钟，然后再改变环境，在220~330℃及张力状态条件下继续氧化处理30~100分钟，待纤维颜色变黄、变褐，就可以进行下个阶段的操作了。
 
    3、碳化处理：碳化过程需要其他的环境，需要在纯氮气流（或真空）保护下进行，经过低温炭化（300~1000℃）和高温炭化（1000~1800℃）之后，纤维转化成具有乱层结构的碳纤维，这个时候碳纤维其实就应该完成了，但是下面还有一个步骤，是用来制备石墨纤维的。
 
    4、石墨化处理：石墨化处理比碳化处理的环境还要严格，尤其是温度，采用碳管炉间歇生产，也可以用电流通过纤维，利用纤维自身的导电性能产生热量进行连续处理。石墨化过程是在惰性气体（氩气）保护下进行的，在2000~3000℃高的热处理温度下牵伸石墨化。
 
    碳纤维和石墨纤维都是含碳量超过95%的新型材料，但是两者在性能上还是存在一些差异，两者无法替代使用。想要制备强度更高、模量更高的碳纤维，那制备的条件还会发生相应的改变。