一種碳纖維表面薄氈抄片成型器和方法與流程

2023-09-22 08:20:35

本發明涉及纖維薄氈製造裝置和造紙裝置技術領域，具體涉及一種碳纖維表面薄氈抄片成型器和方法。

背景技術：

碳纖維具有極高的軸向強度和模量、密度小、耐熱、耐腐蝕、導電性好、導熱性好等諸多優良性能。碳纖維表面薄氈(以下簡稱碳氈)作為碳纖維的產品形式之一，可作為結構材料、電磁屏蔽材料、加熱材料等用於航空航天、船舶、汽車等工業領域。目前，生產碳氈需要複雜的抄片器設備，成本較高，用於實驗室使用的抄片器多源於造紙設備而成，製備的碳氈質量較差。此外，商品化碳氈存在面內碳纖維集束搭接、分布不均勻等現象，在採用碳氈作為熱源的電熱成型和電熱焊接工藝中通電使用時，產生面內溫度分布不均等問題，影響了其使用效果。因此，有必要開發一種新型碳纖維表面薄氈抄片成型器，具備生產高質量碳氈的能力，而且具有實用便捷、構造簡單、便於科研和實驗室使用的特點。

目前，國內缺少專門針對碳纖維表面薄氈的製備裝置專利，相近專利為實驗室常用的造紙用抄片器專利，目前國內已有專利9項，8項為實用新型專利，專利授權公告號分別為：cn201485744u、cn201485745u、cn201883340u、cn201974324u、cn202351106u、cn202865682u、cn203160052u、cn203475228u；1項為發明專利，專利號為：cn104294699a。

以長度2mm～6mm的碳纖維為原料，採用溼法造紙技術抄造厚度在30μm～200μm的碳纖維表面薄氈時，利用上述專利設計的結構所搭建的抄片器裝置無法得到分布均勻的高質量碳氈，上述專利在結構設計方面存在以下問題：

(1)抄片器內部均沒有專用消渦裝置。上述八項實用新型專利中均未有設計消渦裝置，這樣使得在放水過程中，因地轉偏向力的影響而導致水桶內水流下降時繞漿料桶中心旋轉產生漩渦，漩渦導致漿料桶內液面由中心向四周逐漸升高，產生高度差，所製備的薄氈中間稍薄或出現空洞而周邊較厚，具體見附圖5可知。上述發明專利cn104294699a中的結構示意圖31為鑽孔基板，此結構具有一定的消渦效果，但是孔與孔之間具有一定的距離，這會導致距離不同的孔周圍位置的水的流速不同，流速大的位置漿料沉積較多，而流速小的位置漿料沉積相對較少，最終導致成型不均勻。

(2)抄片器氣勻攪拌方式不夠合理。對於發明專利cn104294699a和實用新型專利cn202865682u中的氣勻攪拌設計，若採用此方案對短切碳纖維分散液進行攪拌，若漿料桶直徑較大，會在一定程度上導致漿料桶中間的碳纖維無法達到亂序分散狀態。對於實用新型專利cn201485744u、cn201485745u、cn201883340u、cn201974324u、cn202351106u、cn203160052u、cn203475228u中未對漿料攪拌進行設計，短切碳纖維倒入漿料桶中無法進行均勻分散，如果採用機械攪拌方式，會導致碳纖維軸向沿著圓周方向或攪拌方向分布，無法實現短切碳纖維亂序均勻分散，附圖6為採用cn201883340u氣勻攪拌方式製備的碳纖維表面薄氈，圖中可見碳氈明顯中間偏薄。

(3)專利中未有水平度調節裝置。以上九項專利中，均未出現可調節設備水平度的相關裝置或部件，設備水平度是保證均勻成氈的關鍵指標，如設備未調平即製備碳纖維表面氈，則會導致漿料桶內液面偏斜，打開放水閥門後，漿料桶內液面下降過程中，漿料會聚集於抄網偏斜較低的一側沉積厚度較大，而另一側漿料沉積厚度較小，最終導致成氈不均勻，附圖7所示為未調平的抄片器製備的碳纖維表面薄氈形貌圖。

(4)專利中未有過水桶的設計，關於集水槽的設計過於粗略。過水桶對於製備碳氈具有重要影響，未設計過水桶結構時，水流從漿料桶直接下行進入集水槽不同位置的水流速和流向發生改變，進而影響漿料桶內短切碳纖維的沉積效果。漿料桶內集水槽的弧度對製備碳氈具有一定影響，弧度設計可以減小放水時水流產生的湍流。

綜上所述，現有的造紙抄片器製備的碳纖維短切表面氈質量不穩定，目前尚未有適用於實驗室和科研用的高質量碳纖維表面薄氈的專用設備。所以，為滿足實驗及科研需求，迫切需要開發一款用於製備碳纖維表面薄氈的抄片成型器。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供了一種碳纖維表面薄氈抄片成型器和方法，能夠實現製備質量穩定、均勻性好的短切纖維表面薄氈的抄片成型器。

為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種碳纖維表面薄氈抄片成型器和方法的解決方案，具體如下：

一種碳纖維表面薄氈抄片成型器，包括抄片器主體裝置、氣勻攪拌裝置、真空抽吸裝置以及給排水裝置；

所述氣勻攪拌裝置用於對抄片器主體裝置的漿料桶內的分散液進行攪拌；

所述真空抽吸裝置與給排水裝置均和所述抄片器主體裝置相連通。

所述氣勻攪拌裝置包括第一閥門、第一氣管、氣泵以及伸入式氣勻攪拌器；

所述氣泵通過第一氣管與伸入式氣勻攪拌器相連通，在所述第一氣管上設有第一閥門，所述第一氣管的開閉通過第一閥門的開關來實現。

所述第一氣管為軟塑料管，所述伸入式氣勻攪拌器為底部封口且側面開口的若干分支第一氣管組成，所述分支第一氣管沿周向對稱而均勻布局，所有的分支第一氣管的頂端與所述第一氣管相連通。

所述分支第一氣管為pp、pvc、pc硬質塑料管或不鏽鋼管材料製成，所述分支第一氣管也能為銅管等耐腐蝕金屬管作為材料，所述分支第一氣管的管徑為3mm～15mm。

所述抄片器主體裝置包括抄網、支撐網、第一消渦器、漿料桶、過水桶、平衡桶、調平地腳、集水槽、圓氣泡、第二消渦器以及圓環卡箍；

所述漿料桶通過管箍與過水桶連接且所述漿料桶位於過水桶上方；過水桶上端部嵌入第一消渦器，支撐網通過圓環卡箍卡緊於過水桶上端面，抄網平整放置於支撐網上面後，通過漿料桶上的圓環卡箍壓緊，所述過水桶內部下端安裝集水槽，所述集水槽通過粘合劑來連接過水桶；所述集水槽下部安裝有水管，所述水管與集水槽的連接端的內部嵌入有第二消渦器；所述過水桶與平衡桶通過粘合劑連接，所述圓氣泡位於平衡桶一側，所述平衡桶與圓氣泡通過粘合劑連接，粘結後使得圓氣泡的水平面與抄網的水平面平行；所述平衡桶底部按照等邊三角形布局安裝調平地腳，通過調節調平地腳的高度和觀察圓氣泡的水平狀態來使得抄網保持水平。

所述抄網為鐵絲網或銅絲網，抄網可根據纖維直徑、長度這樣的參數確定採用40目～200目之間的一種，對於成型纖維平均長度在3～6mm的碳纖維表面氈，優選地採用40目或60目的抄網；

所述支撐網6為8目～20目之間的銅絲網、鐵絲網或其他材質的網，其中銅絲網為耐腐蝕性能好的支撐網，所述支撐網周邊由銅箍牽拉確保支撐性，在選擇支撐網和硬箍材質時必需考慮避免電位腐蝕的影響；

所述第一消渦器為六角蜂窩結構或四角蜂窩結構，材質可為鋁、銅或工程塑料，所述蜂窩結構的高度大於等於5mm，所述蜂窩結構的單邊邊長為3～10mm，所述蜂窩結構的厚度為0.01～0.5mm；

所述漿料桶的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬材料；

所述過水桶的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬，所述過水桶的高度大於所述過水桶的底部直徑或所述過水桶的邊長；

所述平衡桶的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬；

所述集水槽的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬，集水槽的結構設計為圓滑倒角，倒角角度50°。

所述過水桶上端部與第一消渦器7通過粘合劑連接，所述粘合劑為環氧樹脂或酚醛樹脂；所述水管、集水槽的連接端以及第二消渦器相互之間通過粘合劑連接。

所述真空抽吸裝置包括第二閥門、第二氣管、緩衝瓶以及真空泵；

所述真空泵通過設置有第二閥門的第二氣管與緩衝瓶連接，緩衝瓶使得過水桶內殘餘水分不流入真空泵中；所述緩衝瓶通過第二氣管與過水桶連接，所述緩衝瓶通過第二氣管與過水桶連接的接頭通過轉換頭連接，所述第二氣管的開閉通過第二閥門實現。

所述給排水裝置包括第一水管、第三閥門、水源、第四閥門、第二水管以及廢液桶；

所述水源通過第一水管連接到第二水管上，所述第一水管與第二水管通過轉換接頭連接，給水與排水過程通過控制安分別裝在第一水管和第二排水管上的第三閥門和第四閥門控制，所述排水管的一端插入廢液桶上部桶口處，所述排水管的另一端與第二消渦器的底部連通。

所述廢液桶的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬。

所述圓氣泡安裝在平衡桶側面，調平螺絲安裝於平衡桶底部。

所述碳纖維表面薄氈抄片成型器的方法，包括如下步驟：

(1)調平：調整調平地腳並且觀察圓氣泡，調節圓氣泡到中心位置，調平抄片裝置為水平狀態，以保證漿料桶內液面水平；

(2)安裝抄網：連接抄片器各裝置後，將圓形抄網置於支撐網上，漿料桶置於抄網上，將漿料桶上的圓環卡箍卡緊，漿料桶圓周對抄網施壓，通過圓環卡箍實現漿料桶和過水桶的緊密連接並保證抄網平整；

(3)充水：保持第四閥門和第二閥門為關閉狀態，打開第三閥門上水，使得水從下至上依次流入第一水管、第二水管、第二消渦器、集水槽、過水桶、第一消渦器、漿料桶，將桶內氣體排出，當漿料桶中液面距離上邊緣的距離為5cm～10cm時關閉第三閥門，並為漿料留出剩餘體積；

(4)混合：將分散液漿料全部倒入漿料桶中，此時漿料桶中碳纖維呈現出非均勻彌散的狀態；

(5)氣勻攪拌：首先打開氣泵，氣泵工作1min左右時，打開第一閥門，壓縮氣體通過第一氣管進入伸入式氣勻攪拌器，並從氣勻攪拌器的端部氣孔鼓出；然後將伸入式氣勻攪拌器縱向插入漿料桶中，攪拌器最低處距離漿料桶底部控制在5～10cm左右，氣勻攪拌器底端氣孔噴出的氣泡上浮，使漿料產生湍流，攪拌時間保證不少於1min，氣勻攪拌結束後，將伸入式氣勻攪拌器從漿料桶中垂直取出。

(6)制氈：氣勻攪拌後靜置10s～30s左右漿料桶內液體表面的氣泡消失後，打開第四閥門，漿料桶中的水通過抄網流經過水桶最後流入廢液桶，水溶液中分散的碳纖維均勻散落到圓形抄網上，獲得短切碳纖維均勻無序分布的碳纖維表面氈；

(7)抽濾：關閉第三閥門和第四閥門，打開真空泵抽真空1min後，打開第二閥門，利用真空泵的抽吸作用，將抄網上碳氈內多餘的水分除去，真空抽吸3min後關閉真空泵和第二閥門；

(8)取氈：打開圓環卡箍，取下漿料桶後，用鑷子於抄網邊緣處掀起一角，短切碳纖維溼氈會粘附於抄網上；取下附有碳纖維表面氈的抄網，放到吸水棉氈上；碳氈上面覆蓋一層玻纖布後，再加蓋一層棉氈，用手輕輕按壓棉氈，促使碳纖維中水分流出被棉氈吸收，並實現纖維氈的預壓實；將碳纖維氈從抄網上揭下，使之粘附於玻璃纖維布上，於玻璃纖維布表面蓋一層聚四氟乙烯布，繼續均勻按壓後，使碳纖維氈與玻璃纖維布分離，碳氈粘附於聚四氟乙烯布上，在碳氈上加蓋一層聚四氟乙烯布後，放置備用；

(9)烘乾：將預壓實後的纖維氈置於烘箱中烘乾，烘乾時間和溫度依實際使用條件確定，最後得到不帶粘結劑的碳纖維表面氈。

本發明的有益效果為：

(1)本發明中的伸入式氣勻攪拌器由底部封口、側面開口的多支氣管組成，氣管為周向對稱均勻布局，可垂直伸入漿料桶中對漿料進行氣勻攪拌。採用這種均勻中心對稱布局的伸入式氣勻攪拌器可滿足不同直徑大小的漿料桶使用，實現漿料均勻分散。伸入式氣勻攪拌器為本申請專利創造性設計。

(2)本發明中的消渦器為製備均勻無序的纖維表面氈的關鍵，消渦器為六角蜂窩結構或四角蜂窩結構，材質可為鋁、銅或工程塑料，蜂窩高度大於等於5mm，蜂窩單邊邊長3～10mm，厚度0.01～0.5mm。消渦器消渦機理：從物理角度講，由於地轉偏向力的作用，放水過程中，因地轉偏向力的影響而導致水桶內水流下降時繞漿料桶中心旋轉產生漩渦，漩渦導致漿料桶內部液面中間低而周邊高，製備的表面氈中間薄而四周厚，質量不均勻，如附圖5所示。消渦器的加裝使漿料桶內水流下行時，大量蜂窩可以將水分流，被分成多支的細流後，地轉偏向力對水產生的動能作用也被分化，使漿料桶內部液面均勻下降，消除了漿料桶內部的漩渦，最終可以獲得質量穩定，均勻分布的表面氈。而且，兩個消渦器的布置保證漿料桶和過水桶內液體的均勻流動。雙消渦器設計為本申請專利創造性設計。

(3)本發明中的平衡桶、圓氣泡、調平螺絲的主要作用是保證漿料桶水平，圓氣泡安裝與平衡桶側面，調平螺絲安裝於平衡桶底部，通過調節調平螺絲高度和觀察圓氣泡水平狀態確定設備水平，設備水平是製作質量穩定、均勻的碳氈的決定性因素之一，平衡結構是本發明的創造性設計。

(4)本發明中的抄網可根據纖維直徑、長度等參數確定採用40目～200目之間的一種，碳纖維長度增加，優先選用較低目數的抄網。對於成型纖維平均長度在3～6mm的碳纖維表面氈，優選地採用40目或60目的抄網，這樣更有利於表面氈從抄網上取下。本設計為專門針對製備碳纖維表面薄氈的創新性設計。

(5)本發明中的過水桶主要目的是放水過程中，保證溶液受重力作用自上向下穩恆流動，防止出現湍流，提高成氈質量，過水桶高度大於桶底部直徑或邊長。其他專利中對此結構未有明確說明，而只有集水槽部分的設計，這是本申請專利的創新性設計。

(6)本發明中集水槽的主要作用是降低湍流對於水流的影響，與其他已有專利相比，改進設計在於將集水槽的結構設計為圓滑倒角，這是本申請專利的改進性設計。

(7)本發明的抄片器主體裝置中漿料桶形狀可為正方形、長方形、圓形或根據實際要求做成其他形狀，漿料桶內壁光滑平整，桶體上下尺寸一致。

(8)本發明中的支撐網可選用8目～20目之間的銅絲網、鐵絲網或其他材質的網，優先選用銅絲網等耐腐蝕性能較好的支撐網，支撐網周邊由銅箍牽拉確保支撐性，在選擇支撐網和硬箍材質時必需考慮避免電位腐蝕的影響。

(9)本發明可成型高質量碳纖維表面薄氈，可製備厚度在30μm～200μm之間的短切碳纖維表面氈，優選的碳纖維長度範圍1～6mm。

(10)本發明可用於成型纖維氈種類亦包括：短切玻璃纖維薄氈、短切玄武巖纖維薄氈、短切芳綸纖維薄氈、短切碳化矽纖維薄氈等多種短切纖維薄氈。

(11)本發明可用於造紙抄片，在一定範圍內滿足造紙工業使用。

附圖說明

圖1是本發明中抄片器整體結構示意圖。

圖2是本發明中部分組件示意圖；圖2(a)是六角形消渦器示意圖，圖2(b)是四邊形消渦器示意圖，圖2(c)是支撐網示意圖，圖2(d)是調平地腳布局圖。

圖3是本發明中消渦器示意圖；圖3(a)是19個分支消渦器，圖3(b)是7個分支消渦器，圖3(c)是氣管端部氣孔開口布局圖。

圖4是本發明中集水槽示意圖。

圖5是未添加消渦器製備出的碳纖維表面薄氈形貌圖。

圖6是氣勻攪拌設置在抄網下部的碳纖維表面薄氈形貌圖。

圖7是未調平的抄片器製備出的碳纖維表面薄氈形貌圖。

圖8是採用本發明製備出的談纖維表面薄氈形貌圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步地說明。

如圖1-圖8所示，碳纖維表面薄氈抄片成型器，包括抄片器主體裝置、氣勻攪拌裝置、真空抽吸裝置以及給排水裝置；

所述氣勻攪拌裝置用於對抄片器主體裝置的漿料桶14內的分散液進行攪拌；

所述真空抽吸裝置與給排水裝置均和所述抄片器主體裝置相連通。

所述氣勻攪拌裝置包括第一閥門1、第一氣管2、氣泵3以及伸入式氣勻攪拌器4；

所述氣泵3通過第一氣管2與伸入式氣勻攪拌器4相連通，在所述第一氣管2上設有第一閥門1，所述第一氣管2的開閉通過第一閥門1的開關來實現。

所述第一氣管2為軟塑料管，便於捲曲，所述伸入式氣勻攪拌器4為底部封口且側面開口的若干分支第一氣管組成，所述分支第一氣管沿周向對稱而均勻布局，所有的分支第一氣管的頂端與所述第一氣管2相連通。

所述分支第一氣管為pp、pvc、pc硬質塑料管或不鏽鋼管材料製成，所述分支第一氣管也能為銅管等耐腐蝕金屬管作為材料，所述分支第一氣管的管徑優選為3mm～15mm。

所述抄片器主體裝置包括抄網5、支撐網6、第一消渦器7、漿料桶14、過水桶15、平衡桶12、調平地腳13、集水槽19、圓氣泡20、第二消渦器24以及圓環卡箍25；

所述漿料桶14通過圓環卡箍25與過水桶15連接且所述漿料桶14位於過水桶15上方；過水桶15上端部嵌入第一消渦器7，支撐網6通過圓環卡箍25卡緊於過水桶15上端面，抄網5平整放置於支撐網6上面後，通過漿料桶14上的圓環卡箍25壓緊，圓環卡箍通過螺釘手動擰緊。所述過水桶15內部下端安裝集水槽19，所述集水槽19通過粘合劑來連接過水桶15；所述集水槽19下部安裝有水管22，所述水管22與集水槽19的連接端的內部嵌入有第二消渦器24；所述過水桶15與平衡桶12通過粘合劑連接，所述圓氣泡20位於平衡桶一側，所述平衡桶12與圓氣泡20通過粘合劑連接，粘結後需保證圓氣泡的水平面與抄網5的水平面平行；所述平衡桶12底部按照等邊三角形布局安裝調平地腳13，通過調節調平地腳13的高度和觀察20圓氣泡的水平狀態來保證使得抄網5保持水平。

所述抄網5為鐵絲網或銅絲網，抄網可根據纖維直徑、長度這樣的參數確定採用40目～200目之間的一種，在碳纖維長度增加的條件下，優先選用較低目數的抄網，對於成型纖維平均長度在3～6mm的碳纖維表面氈，優選地採用40目或60目的抄網，這樣更有利於表面氈從抄網上取下；

所述支撐網6為8目～20目之間的銅絲網、鐵絲網或其他材質的網，其中銅絲網為耐腐蝕性能好的支撐網，所述支撐網6周邊由銅箍牽拉確保支撐性，在選擇支撐網和硬箍材質時必需考慮避免電位腐蝕的影響；

所述第一消渦器7為六角蜂窩結構或四角蜂窩結構，材質可為鋁、銅或工程塑料，所述蜂窩結構的高度大於等於5mm，所述蜂窩結構的單邊邊長為3～10mm，所述蜂窩結構的厚度為0.01～0.5mm；

所述漿料桶14的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬材料；

所述過水桶15的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬，所述過水桶15的高度大於所述過水桶15的底部直徑或所述過水桶15的邊長；

所述平衡桶12的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬；

所述集水槽的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬，集水槽的結構設計為圓滑倒角，倒角角度50°，如圖4所示，集水槽具體尺寸依據過水桶尺寸而定。

所述過水桶15上端部與第一消渦器7通過粘合劑連接，所述粘合劑為環氧樹脂或酚醛樹脂；所述水管22、集水槽19的連接端以及第二消渦器24相互之間通過粘合劑連接。

所述真空抽吸裝置包括第二閥門8、第二氣管9、緩衝瓶10以及真空泵11；

所述真空泵11通過設置有第二閥門8的第二氣管9與緩衝瓶10連接，緩衝瓶的設計目的保證使得過水桶15內殘餘水分不流入真空泵11中，以此保證11真空泵的安全；所述緩衝瓶10通過第二氣管9與過水桶15連接，所述緩衝瓶10通過第二氣管9與過水桶15連接的接頭通過轉換頭連接，所述第二氣管9的開閉通過第二閥門8實現。

所述給排水裝置包括第一水管16、第三閥門17、水源18、第四閥門21、第二水管22以及廢液桶23；

所述水源18通過第一水管16連接到第二水管22上，所述第一水管16與第二水管22通過轉換接頭連接，給水與排水過程通過控制安分別裝在第一水管16和第二排水管22上的第三閥門17和第四閥門21控制，所述排水管22的一端插入廢液桶23上部桶口處，所述排水管22的另一端與第二消渦器24的底部連通。

所述廢液桶23的材質為pvc、pmma、pp塑料或不鏽鋼、鋁合金、銅合金金屬。

所述碳纖維表面薄氈抄片成型器的使用方法，包括如下步驟：

(1)調平：此步驟為製備均勻碳氈的關鍵步驟之一，調整調平地腳13並且觀察圓氣泡20，調節圓氣泡20到中心位置，調平抄片裝置為水平狀態，以保證漿料桶14內液面水平，利於獲得均勻的碳氈；

(2)安裝抄網：連接抄片器各裝置後，將圓形抄網5(銅網或鐵網均可)置於支撐網6上，漿料桶14置於抄網上，將漿料桶14上的圓環卡箍25卡緊，漿料桶14圓周對抄網5施壓，通過圓環卡箍25實現漿料桶14和過水桶15的緊密連接並保證抄網平整；

(3)充水：保持第四閥門21和第二閥門8為關閉狀態，打開第三閥門17上水，使得水從下至上依次流入第一水管16、第二水管22、第二消渦器24、集水槽19、過水桶15、第一消渦器7、漿料桶14，將桶內氣體排出，為防止多餘氣泡產生，水流不可過大，當漿料桶14中液面距離上邊緣的距離為5cm～10cm時關閉第三閥門17，並為漿料留出一定的剩餘體積；

(4)混合：小心將分散液漿料全部倒入漿料桶14中，此時漿料桶14中碳纖維呈現出非均勻彌散的狀態；

(5)氣勻攪拌：首先打開氣泵3，氣泵3工作1min左右時，打開第一閥門1，壓縮氣體通過第一氣管2進入伸入式氣勻攪拌器4，並從氣勻攪拌器4的端部氣孔鼓出；然後將伸入式氣勻攪拌器縱向插入漿料桶中，攪拌器最低處距離漿料桶底部控制在5～10cm左右，目的是消除氣管底端對短切碳纖維的均勻沉積造成影響。氣勻攪拌器4底端氣孔噴出的氣泡上浮，使漿料產生湍流，由於氣勻攪拌器4具有均勻的氣孔布局，使漿料桶內的湍流分布更為均勻，有利於實現短切碳纖維的分散。攪拌時間保證不少於1min，使漿料儘量達到均勻分散，具體時間長短以實際操作效果確定。氣勻攪拌結束後，將伸入式氣勻攪拌器4從漿料桶14中垂直取出。

(6)制氈：氣勻攪拌後靜置10s～30s左右漿料桶內液體表面的氣泡消失後，打開第四閥門21，漿料桶14中的水通過抄網5流經過水桶15最後流入廢液桶23，水溶液中分散的碳纖維均勻散落到圓形抄網5上，獲得短切碳纖維均勻無序分布的碳纖維表面氈；

(7)抽濾：關閉第三閥門17和第四閥門21，打開真空泵11抽真空1min後，打開第二閥門8，利用真空泵11的抽吸作用，將抄網5上碳氈內多餘的水分除去，真空抽吸3min後關閉真空泵11和第二閥門8；

(8)取氈：打開圓環卡箍25，取下漿料桶14後，用鑷子小心於抄網5邊緣處掀起一角，短切碳纖維溼氈會粘附於抄網5上；小心取下附有碳纖維表面氈的抄網5，放到吸水棉氈上；碳氈上面覆蓋一層玻纖布後，再加蓋一層棉氈，用手輕輕按壓棉氈，促使碳纖維中水分流出被棉氈吸收，並實現纖維氈的預壓實；小心將碳纖維氈從抄網5上揭下，使之粘附於玻璃纖維布上，於玻璃纖維布表面蓋一層聚四氟乙烯布，繼續均勻按壓後，使碳纖維氈與玻璃纖維布分離，碳氈粘附於聚四氟乙烯布上，在碳氈上加蓋一層聚四氟乙烯布後，放置備用；本步驟之所以使碳氈與抄網和玻纖布分離，是為了達到烘乾後碳氈容易取下的目標。

(9)烘乾：將預壓實後的纖維氈置於烘箱中烘乾，烘乾時間和溫度依實際使用條件確定，最後得到不帶粘結劑的碳纖維表面氈。

本發明可成型高質量碳纖維表面薄氈，可製備厚度在30μm～200μm之間的短切碳纖維表面氈，優選的碳纖維長度範圍1～6mm。另外圖8為本發明製備的碳氈，碳氈圓片直徑17cm，厚度80μm，面密度10g/m2。本發明可用於成型纖維氈種類亦包括：短切玻璃纖維薄氈、短切玄武巖纖維薄氈、短切芳綸纖維薄氈、短切碳化矽纖維薄氈等多種短切纖維薄氈。本發明可用於造紙抄片，在一定範圍內滿足造紙工業使用。

以上以附圖說明的方式對本發明作了描述，本領域的技術人員應當理解，本公開不限於以上描述的實施例，在不偏離本發明的範圍的情況下，可以做出各種變化、改變和替換。