[发明专利]具有改善的强度和模量的碳纤维及其相关制造方法和设备

权利要求书

1.一种用于可控拉伸纤维的氧化炉，所述氧化炉包括：

限定内部空间的一个或多个壁；

多个经构造和布置限定纤维通道的至少三个主动辊，所述纤维通道至少部分地延伸穿过所述氧化炉的内部空间，并且设置所述至少三个主动辊以限定相邻主动辊之间的至少两条路径；以及

用于驱动至少一个主动辊的驱动马达，其中所述三个主动辊的速度不同，使得拉力施加于纤维并且所述纤维在所述两条路径中的每条路径中拉伸。

2.权利要求1的氧化炉，其中所述多个主动辊中的至少一个或多个设置在所述氧化炉的内部以外。

3.权利要求1的氧化炉，还包括至少一个从动辊，所述从动辊与所述至少三个主动辊中的两个联动，以限定位于相邻主动辊之间的至少两条路径。

4.权利要求3的氧化炉，其中所述从动辊包括拉力测量元件，该拉力测量元件能够测量纤维行进通过所述氧化炉时作用于所述纤维的拉力大小。

5.权利要求1的氧化炉，其中所述氧化炉的内部能够保持介于150℃至600℃的温度。

6.权利要求1的氧化炉，其中所述氧化炉包括2至20个主动辊组件。

7.权利要求1的氧化炉，其中每个主动辊包括驱动马达。

8.权利要求1的氧化炉，包括第一主动辊和位于该第一主动辊下游的第二主动辊，并且其中所述第二主动辊以高于所述第一主动辊的速度驱动。

9.权利要求8的氧化炉，包括位于所述第二主动辊下游的第三主动辊并且其中所述第三主动辊以高于所述第二主动辊的速度驱动。

10.用于使前体纤维转变为碳纤维的系统，包括：

一个或多个权利要求1-9中任一项的氧化炉，

一个或多个低温炉，以及

一个或多个高温炉。

11.权利要求10的系统，其中所述系统包括多个氧化炉，其中后继氧化炉保持在至少与在先氧化炉同样高的温度。

12.权利要求11的系统，其中后继氧化炉的温度比在先氧化炉的温度高约1℃至10℃。

13.权利要求12的系统，其中后继氧化炉的温度比在先氧化炉的温度高约5℃至20℃。

14.权利要求10的系统，其中借助于炉内不同的加热区在单个氧化炉中建立温度梯度。

15.权利要求10的系统，其中所述低温炉和所述高温炉包含惰性气体。

16.权利要求10的系统，其中所述低温炉的温度介于约300℃至900℃之间。

17.权利要求10的系统，其中所述高温炉的温度介于约1200℃至2000℃之间。