الیاف کربن مبتنی بر-پلی اکریلونیتریل (مبتنی بر PAN-): الیاف کربن مبتنی بر PAN- از پلی اکریلونیتریل طی چندین مرحله تشکیل میشوند: ریسندگی، پیش-اکسیداسیون و کربنسازی. فن آوری برای تهیه الیاف پیش ساز در درجه اول شامل فاز تولید پیش ساز و مراحل اکسیداسیون و کربنیزاسیون بعدی است. در مرحله تولید پیشساز، روشهای ریسندگی به دو دسته ریسندگی مرطوب و ریسندگی خشک-جت مرطوب دستهبندی میشوند، در حالی که تولید محلول پلیمریزاسیون به فرآیندهای یک-و دو مرحلهای- طبقهبندی میشود. ریسندگی خشک{10}جت مرطوب فرآیندی حیاتی برای-الیاف کربن با کارایی بالا{12}}مانند درجه T1000{14}}است و شامل اکسترود کردن یک ماده پلیمری از طریق اسپینر میشود که به آن اجازه میدهد برای مدت کوتاهی از یک شکاف هوا عبور کند و سپس آن را در یک حمام غوطهور کند. این الیاف با استحکام بالا، سفتی بالا، وزن سبک، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، و خواص الکتریکی خاص مشخص می شوند. آنها عملکرد فشاری و خمشی عالی از خود نشان می دهند و به طور گسترده در مواد کامپوزیت تقویت شده استفاده می شوند.
فیبرهای کربنی مبتنی بر پیچ-: الیاف کربن بر پایه پیچ- با استفاده از زمین های نفتی یا ذغال سنگ به عنوان مواد خام تولید می شوند که تحت فرآیندی شامل پالایش زمین، ریسندگی، قبل از-اکسیداسیون و یا کربنیزاسیون یا گرافیتی شدن قرار می گیرند. گام پیش ساز به دو نوع طبقه بندی می شود: همسانگرد و ناهمسانگرد (مزوفاز). گام ایزوتروپیک معمولاً مذاب-دمیده یا ذوب میشود-به الیاف خرد شده ریسیده میشود، در حالی که گام مزوفاز را میتوان به الیاف پیوسته ذوب کرد-، اگرچه فرآیند چرخش برای الیاف دوم از نظر فنی چالشبرانگیزتر است. هزینه مواد خام برای الیاف پایه-پیچ کمتر از الیاف کربن بر پایه{10}}PAN است.
الیاف کربن مبتنی بر ریون-: الیاف کربن بر پایه ریون-از الیاف ابریشم مصنوعی-که عمدتاً از سلولز تشکیل شدهاند{3}}از طریق فرآیندی شامل کم آبی، تجزیه در اثر حرارت و کربنسازی بعدی مشتق میشوند.
بخار{0}}الیاف کربن فاز رشد یافته: بخار-الیاف کربن فاز رشد شده با استفاده از مواد خام مانند بنزن یا متان، با استفاده از فلزات واسطه (مانند آهن، کبالت، نیکل)، آلیاژهای آنها، یا ترکیبات آنها به عنوان کاتالیزور، و با استفاده از گاز هیدروژن مجدد در جو تولید می شوند.
تحقیقات در مورد پیش سازهای جدید شامل توسعه پیش سازهای الیاف کربن مبتنی بر لیگنین و مواد اولیه زیستی- (مانند کوپلیمرهای اکریلونیتریل/گوانیدین کروتونات)، با هدف کاهش هزینه های تولید یا افزایش عملکرد است.
آماده سازی الیاف پیش ساز یک مرحله حیاتی در تولید فیبر کربن است که تقریباً نیمی (تقریباً 51٪) از کل هزینه تولید را تشکیل می دهد. بهینه سازی فرآیند (مانند کنترل پارامترهای حمام انعقادی و نسبت کشش) برای خواص فیبر پیش ساز بسیار مهم است.
