维度网讯，德国亚琛应用技术大学（FH Aachen）利用一种新型等离子技术，将碳纤维生产中的关键稳定化阶段时间从60分钟缩短至7分钟，能耗降低80%，产线长度从30米减至约4米。

碳纤维是复合材料（纤维增强塑料，FVK）的增强材料，广泛用于飞机制造、汽车制造和风力发电机转子等领域。目前，碳纤维通常由聚丙烯腈（PAN）塑料在炉中生产，过程复杂且成本高昂。PAN纤维通常由拜耳公司（Dralon品牌）或赫斯特公司（Dolan品牌）生产。传统工艺分两个阶段：稳定化和碳化。在稳定化阶段，PAN纤维以毫米级通过长约30米的工业炉，在约300°C下加热60分钟，能耗巨大且厂房建设成本高。

亚琛应用技术大学微波与等离子技术研究所（IMP）的科研人员发现，通过独立等离子体可以改变这一局面。研究初期尝试用等离子射流处理PAN表面，发现等离子体虽能提供足够能量，但射流状作用导致能量集中在纤维点位上，造成纤维烧穿。此外，传统人造等离子体依赖电极等组件。IMP负责人Prof. Dr. Holger Heuermann表示，研究团队成功将等离子体与电极分离，并可自由塑造等离子体形状，产生一种圆柱形扩展的独立等离子体。这种等离子体可作为工具，使PAN纤维无需直接接触即可穿过，热量均匀作用，避免烧穿，实现受控稳定化。

在新方法中，PAN纤维以每秒1毫米的速度通过装置，总停留时间从60分钟降至7分钟即可完全稳定化。稳定化阶段能耗降低80%，生产线长度从30米缩短至约4米。研究人员指出，该装置还可进一步优化为工业应用配置，例如16个新型等离子装置以4×4矩阵并行排列，届时纤维在炉中的停留时间可缩短至6分钟。进一步优化有望将时间缩短至最少4分钟。

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