碳纤维具有耐高温、耐磨擦、导电、导热等优点，通常与树脂、金属、陶瓷等基体复合做成结构材料。用碳纤维增强的树脂基复合材料的比强度、比模量在现有的结构材料中是高的，因此碳纤维复合材料在各个领域中都有它的身影。目前，国内很多机械手厂家都在考虑一种可替代钢材用于机械手制造的材料——那就是碳纤维复合材料，为了提高机器人的运动速度与控制精度，应在保证机器人手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上、材料上设法减轻手臂的重量，因此碳纤维复合材料自然被人们想到，碳纤维复合材料抗拉强度高，抗振性好，比重小（其比重相当于钢的1/4，相当于铝合金的2/3），抗疲劳断裂性能好、可设计性强、结构尺寸稳定性好、耐磨、耐腐蚀、降噪等一系列优点让其在机械行业中制造机械手用于零部件组装、加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍!

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　　氧化炉和碳化炉是生产线的主体设备，也是关键设备!碳化炉应满足碳化工艺的要求，可分为低温碳化炉和高温碳化炉！与此配套的还有非接触式迷宫密封装置、加热系统、废气排出和处理系统以及牵伸装置，由它们集成组合为一个完整的碳化炉，可实现稳定规模化生产!低温炭化炉低温碳化炉的炉温一般设计在300～800℃.在这温区预氧丝结构发生了剧烈变化，约有30％～40％的质量(相对于预氧丝)要热解逸走，是结构转化的关键阶段.

　　700℃左右是碳化转化的敏感温度，预氧丝中结合的8％～10％的氧以CO、CO2：和H2O小分子逸走，同时释放出大量的HCN和NH3！这一阶段是分解区域I内发生.700℃之后释放出的主要是HCN和N2，是小的碳环缩聚为大环的产物，是向乱层石墨结构转化的信息。碳化过程中结构转化的主要结构参数的变化，同样表明700℃是碳化结构转化的敏感温度！碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料，因其性能较为，甚至可以替代钢铁来使用而备受航天军工、工业机械等领域的青睐!

　　在制造聚丙烯腈(PAN)基碳纤维过程中，结构经过两次重大变化后由有机原丝转化为无机碳纤维！一是在预氧化过程中，使PAN的线型分子链转化为耐热梯型结构的预氧丝；二是在碳化过程中，由预氧丝的梯型结构转化为碳纤维的乱层石墨结构。转化过程中的结构变化如图1。第一次结构转化是在200～280℃空气中进行，PAN线型分子链由预氧化而结合8％～10％的氧，也就是我们经常说的预氧化，使其线型分子链转化为耐热的梯型结构，可经得起高温碳化而保持纤维形态；第二次转化是在300～1800℃惰性气体保护下进行，梯型结构经过热解使非碳原子逸走而发生缩聚反应，生成乱层石墨结构或石墨结构，最终生成了含碳量在92％以上的无机碳纤维!

　　牵伸有正牵伸(伸长)、零牵伸(定伸长)和负牵伸(收缩)，是制造高性能碳纤维的必备工艺条件。一般在预氧化工序正牵1％～5％或定伸长，需根据PAN原丝性能而定：在低温碳化工序一般为正牵伸，高温碳化工序为负牵伸，全线牵伸之和在零附近，或略有正牵.产业化就需规模化的生产设备！研发高强级碳纤维生产线的国产设备迫在眉睫，尤其是先进的预氧化炉和多段宽口碳化炉及其配套系统.当前值得注意的一种倾向是对设备的研发重视不够，投入较少，进展缓慢，是系统工程中的一个薄弱环节。

济南碳纤维生产设备定制

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