الیاف کربن میتوانند از قیر تولید شوند. در این فرآیند قیر به عنوان مادهی اولیه استفاده میشود. فرآیند تولید به طور خلاصه شامل مراحل زیر است:
- استخراج قیر: قیر میتواند از نفت خام یا زغالسنگ استخراج شود. قیر حاصل شده اغلب نیاز به پالایش دارد تا ناخالصیها حذف شوند.
- تبدیل قیر به الیاف: قیر سپس از طریق یک فرایند به نام “اسپینینگ” یا چرخش، به الیاف تبدیل میشود. در این فرآیند، قیر گرم و مایع از یک سوراخ کوچک فشار داده میشود تا به شکل الیاف بلند تبدیل شود.
- اکسیداسیون و استابیلیزاسیون: الیاف قیر سپس در محیط اکسیژن در دمای پایین تر از دمای اشتعال قرار میگیرند. این فرآیند باعث میشود که الیاف قیر استحکام یابند و به فرم کربنی نهایی نزدیک شوند.
- کربنسازی: الیاف قیر سپس در معرض حرارت بالا (تا 1500 درجه سانتیگراد) در محیط بدون اکسیژن قرار میگیرند. این فرآیند باعث میشود اتمهای غیرکربنی از ساختار الیاف حذف شوند و الیاف کربنی خالص باقی بمانند.
- گرافیتسازی: در نهایت، الیاف کربن در یک فرآیند گرافیتیسازی با حرارت بسیار بالا (تا 3000 درجه سانتیگراد) قرار میگیرند. این فرآیند باعث میشود ساختار کریستالی گرافیت در ساختار الیاف کربن تشکیل شود.