Барои ташаккул додани симҳои хоми дар асоси PAN сохташуда бояд пешакӣ оксид карда шаванд, дар ҳарорати паст карбонизатсия карда шаванд ва дар ҳарорати баланд карбонизатсия карда шаванд.нахҳои карбон, ва сипас графитизатсия карда, нахҳои графитӣ тайёр мекунанд. Ҳарорат аз 200℃ то 2000-3000℃ мерасад, ки реаксияҳои гуногунро анҷом медиҳад ва сохторҳои гуногунро ташкил медиҳад, ки дар навбати худ хосиятҳои гуногун доранд.
1. Марҳилаи пиролиз:Пешоксидшавӣ дар қисми ҳарорати паст, карбонизатсия дар ҳарорати паст дар қисми ҳарорати баланд
Арилизатсияи пеш аз оксидшавӣ ба амал меояд, давомнокии он қариб 100 дақиқа, ҳарорат 200-300 ℃ аст. Мақсад аз он табдил додани занҷири макромолекулавии хаттии PAN ба сохтори трапецияи ғайрипластикӣ ва гармидиҳӣ мебошад, ки аксуламали асосии занҷири макромолекулавӣ сиклизатсия ва пайванди байнимолекулавӣ мебошад, ки бо реаксияи пиролиз ва раҳоӣ аз бисёр молекулаҳои хурд ҳамроҳ мешавад. Индекси арилизатсия одатан 40-60% аст.
Ҳарорати карбонизатсияи ҳарорати пастҲарорат одатан аз 300 то 800 ℃ аст, ки асосан аз реаксияи тарқиши гармӣ иборат аст ва асосан бо истифода аз гармкунии симӣ дар кӯраи барқии ҳарорати баланд сурат мегирад ва дар марҳила миқдори зиёди гази ихроҷ ва қатрон ба вуҷуд меояд.
Хусусиятҳо: Ранги нахи пешакӣ оксидшуда тиратар мешавад, одатан сиёҳ мешавад, аммо морфологияи нахро нигоҳ медорад, сохтори дохилӣ ба дараҷаи муайяни тағйироти кимиёвӣ дучор шудааст, як қатор гурӯҳҳои функсионалии дорои оксиген ва сохтори пайванди салибӣ ташаккул ёфта, заминаро барои карбонизатсияи минбаъда мегузорад.
2. Марҳилаи карбонизатсия (ҳарорати баланд), ин пеш аз оксидшавии прекурсор дар атмосфераи инертӣ дар ҳарорати баланд таҷзия аст, ки илова бар гетероатомҳои карбон (ба монанди оксиген, гидроген, нитроген ва ғайра) хориҷ карда мешавад, то карбонизатсияи тадриҷӣ, ташаккули сохтори карбони аморфӣ ё карбони микрокристаллӣ ба амал ояд. Ин раванд қадами калидӣ дар ташаккули скелети карбон мебошад. Ҳарорат одатан аз 1000 то 1800 ℃ аст, ки асосан реаксияи конденсатсияи гармӣ аст ва аксари гармкунакҳои графитӣ барои гармкунӣ истифода мешаванд.
Хусусиятҳо: Ҷузъи асосии маводи карбоншуда карбон аст, сохтораш асосан карбони аморфӣ ё сохтори графити бетартиб аст, гузаронандагии барқ ва хосиятҳои механикии он дар муқоиса бо маҳсулоти пеш аз оксидшавӣ ба таври назаррас афзоиш ёфтааст.
3. Графитизатсиякоркарди минбаъдаи гармии маҳсулоти карбонизатсия дар ҳарорати баландтар барои мусоидат ба сохтори карбони аморфӣ ё карбони микрокристаллӣ ба сохтори кристаллии графитии мураттабтар мебошад. Тавассути таъсири ҳарорати баланд, атомҳои карбон аз нав ташкил карда мешаванд, то сохтори қабати шабакавии шашкунҷаро бо дараҷаи баланди самт ташкил диҳанд ва бо ин васила гузаронандагии барқӣ ва гармӣ ва мустаҳкамии механикии маводро ба таври назаррас беҳтар мекунанд.
Хусусиятҳо: Маҳсулоти графитӣ дорои сохтори графити хеле кристаллӣ мебошад, ки гузариши аълои барқӣ ва гармӣ, инчунин қувваи хоси баланд ва модули хосро таъмин мекунад. Масалан, модули баланднахҳои карбонтавассути дараҷаи баланди графитизатсия ба даст оварда мешаванд.
Қадамҳои мушаххас ва талаботи таҷҳизот барои пеш аз оксидшавӣ, карбонизатсия ва графитизатсия:
Пешакӣ оксидшавӣ: дар ҳаво дар ҳарорати назоратшавандаи 200-300°C гузаронида мешавад. Барои кам кардани коҳиши нах бояд шиддат истифода шавад.
Карбонизатсия: дар атмосфераи инертӣ бо афзоиши тадриҷии ҳарорат то 1000-2000°C анҷом дода мешавад.
Графитизатсия: дар ҳарорати баландтар (2000-3000°C), одатан дар вакуум ё дар атмосфераи инертӣ анҷом дода мешавад.
Вақти нашр: 22 майи соли 2025
