微波激光协同石墨化碳纤维的仿真模拟研究

作者：张欢雷; 程礼盛; 张政和; 谭晶; 杨卫民; 安瑛^*

来源：红外, 2020, 41(02): 37-43.

• 微波加热
• 激光加热
• 数值模拟
• 热应力
• 均匀性

在碳纤维激光石墨化的过程中,丝束截面内存在较大的温差,导致碳纤维丝束毛丝现象严重。当激光超过一定功率时,甚至会出现断丝现象,严重影响碳纤维的连续激光石墨化。利用微波与激光对碳纤维进行协同石墨化,以减小石墨化过程中丝束的温差与热应力。针对微波加热的特殊性,设计出了一种可持续高效升温的加热腔;然后建立了电磁加热--激光加热--热辐射--流动传热--固体力学多物理场模型,并对其进行了仿真模拟。结果显示,微波的引入可以改善激光石墨化过程中丝束温度场的分布,并可有效减小丝束加热过程中的热应力。

• 单位
  北京化工大学; 机电工程学院