Nouvèl endistri a

Kite m montre w: Black Gold --- Carbon Fibre

2024-06-11

1. Ki sa ki fib kabòn?

Fib kabòn se yon materyèl kabòn filaman. Li se yon materyèl grafit mikrokristalin ki te jwenn nan carbonize ak grafitize fib òganik. Li se yon fib polymère inòganik ki gen yon dyamèt 5-10 mikron ak yon kontni kabòn ki gen plis pase 95%. Li gen ekselan pwopriyete fizik ak chimik tankou dansite ki ba, gwo fòs, rezistans tanperati ki wo, estabilite chimik segondè, rezistans fatig, ak rezistans friksyon. Li tou gen bon konduktiviti elektrik ak tèmik, pèfòmans elektwomayetik pwoteksyon, ak ba koyefisyan ekspansyon tèmik.


Materyèl konpoze avanse ak fib kabòn kòm yon materyèl ranfòse gen yon seri de pwopriyete ekselan tankou segondè fòs espesifik, segondè modil espesifik, fò konsepsyon, rezistans tanperati ki wo, rezistans korozyon, rezistans fatig, ak ba koyefisyan ekspansyon tèmik. Pèfòmans ekselan nan fib kabòn ak materyèl konpoze li yo fè yo lajman itilize nan ayewospasyal, transpò tren, fabrikasyon machin, zam ak ekipman, machin jeni, konstriksyon enfrastrikti, jeni maren, jeni petwòl, enèji van, machandiz espò ak lòt jaden.


2. Klasifikasyon fib kabòn


  • Matyè premyè selon wout pwodiksyon endistriyèl


Fib kabòn ka sitou divize an twa kategori: fib kabòn ki baze sou polyacrylonitrile (PAN), fib kabòn ki baze sou asfalt ak fib kabòn ki baze sou viskoz. Pami yo, PAN ki baze sou fib kabòn se endikap la, kontablite pou plis pase 90% nan pwodiksyon fib kabòn mondyal la.

Polyacrylonitrile (PAN) ki baze sou fib kabòn ki fòme pa k ap vire, pre-oksidasyon ak karbonizasyon nan polyacrylonitrile. PAN ki baze sou fib kabòn gen karakteristik segondè fòs, rèd segondè, pwa limyè, rezistans tanperati ki wo, rezistans korozyon, ekselan pwopriyete elektrik, ak fò konpresiv ak koube rezistans, e li te toujou kenbe yon pozisyon dominan nan materyèl konpoze ranfòse. Kounye a, fib kabòn ki baze sou PAN se toujou endikap nan mache fib kabòn.

Se fib kabòn ki baze sou asfalt ki fèt ak asfalt petwòl oswa asfalt chabon kòm matyè premyè, epi li fèt pa raffinage, k ap vire, pre-oksidasyon, karbonizasyon oswa grafitizasyon nan asfalt. Pri matyè premyè fib kabòn ki baze sou asfalt pi ba pase fib kabòn ki baze sou polyacrylonitrile, men akòz pwosesis pwodiksyon konplèks fib kabòn ki baze sou asfalt, pri pwodiksyon li yo ogmante anpil. Anplis de sa, fòs konpresiv fib kabòn ki baze sou asfalt relativman ba, ak pèfòmans pwosesis ki vin apre li yo pa osi bon ke fib kabòn ki baze sou polyacrylonitrile, kidonk echèl pwodiksyon li yo ak jaden aplikasyon yo sijè a sèten restriksyon. Sepandan, fib kabòn ki baze sou asfalt gen ekselan transfè chalè, konduktiviti elektrik ak koyefisyan ekspansyon tèmik ki ba anpil, li toujou jwe yon wòl inik nan jaden militè ak ayewospasyal kote pwopriyete sa yo dwe obligatwa.

Se fib kabòn ki baze sou viskoz jwenn nan dezidratasyon, pirolize ak Lè sa a, carbonize fib viskoz ki gen eleman prensipal se seluloz. Estrikti grafit ki genyen twa dimansyon nan fib kabòn ki baze sou viskoz se soudevlope ak konduktiviti tèmik la piti; espas kouch grafit la gwo ak oryantasyon mikrokristalin grafit la ba, kidonk li se yon materyèl ideyal ablasyon ki reziste, chalè-izolasyon ak chalè-pwoteksyon. An menm tan an, fib kabòn ki baze sou viskoz konvèti soti nan bwa seluloz natirèl oswa lenn mouton koton, gen ekselan byokonpatibilite, epi yo ka itilize kòm yon bon pwoteksyon anviwònman ak materyèl ijyèn medikal. Sepandan, akòz koule nan pwosesis long ak kondisyon pwosesis piman bouk pou pwodiksyon an nan viskoz ki baze sou fib kabòn, li pa apwopriye pou pwodiksyon an mas e li gen gwo pwi; nplis de sa, endikatè pèfòmans jeneral yo nan fib kabòn ki baze sou viskoz yo pi mal pase sa yo ki nan fib kabòn ki baze sou PAN, ak rapò pèfòmans-pri konplè a se nan yon dezavantaj nan konpetisyon an. Se poutèt sa, depi ane 1960 yo, echèl pwodiksyon li yo te piti piti retresi, ak pwodiksyon aktyèl li yo se mwens pase 1% nan pwodiksyon fib kabòn nan mond lan.


  • Dapre wout la teknoloji pwodiksyon ak espesifikasyon pwodwi


Fib kabòn yo anjeneral divize an ti tow ak gwo tow. Anjeneral, fib kabòn ki gen yon nimewo tow mwens pase 24K yo rele ti tow, ak moun ki gen yon nimewo tow pi wo a 24K yo rele gwo tow. Pa gen okenn estanda absoli. 1K ekivalan a 1,000 fil nan yon pakèt fib kabòn.

Ti remoke: Kondisyon kontwòl pwosesis nan fib kabòn ti remoke yo se strik, ak pri a nan karbonizasyon ak lòt ekipman se wo. Pri pwodiksyon an wo. Li se jeneralman yo itilize nan domèn gwo teknoloji tankou endistri ayewospasyal ak militè, osi byen ke kategori pwodwi ki gen gwo valè ajoute nan machandiz espò. Pwodwi prensipal yo en gen ladan avyon, misil, wokèt, satelit, baton lapèch, klib gòlf, rakèt tenis, elatriye.

Gwo tow: Gwo pwodwi tow gen relativman ba pèfòmans ak pri preparasyon ki ba, epi yo souvan itilize nan jaden endistriyèl debaz yo.


  • Dapre karakteristik sa yo pèfòmans nan fib kabòn


Anjeneral, li ka divize an twa kategori, sètadi, fib kabòn seri segondè-fòs karakterize pa gwo fòs, fib kabòn segondè-modil karakterize pa modil segondè, ak fib segondè-modil ak segondè-fòs fib kabòn seri ak tou de modil segondè ak fòs segondè. .

Fib kabòn gen yon endèks fòs, ki divize an klas dapre fòs rupture. Moun ki komen yo enkli T300, T400, T700, T800, ak T1000.

Klas sivil òdinè a se jeneralman T300, T700 se fondamantalman klas sivil ki pi wo a, ak T800 ak pi wo yo pwensipalman itilize nan domèn militè ak espas.


Tablo 1 Tablo konparezon pèfòmans diferan materyèl

3. Karakteristik fib kabòn

Fib kabòn sitou gen karakteristik sa yo:

(1). Ba dansite ak pwa limyè. Dansite fib kabòn se 1.5-2g / cm³, ki ekivalan a 1/4 nan dansite asye ak 1/2 nan dansite alyaj aliminyòm;

(2). Segondè fòs ak modil elastik. Fòs li se 4-5 fwa pi gran pase sa yo ki an asye, ak rekiperasyon elastik li se 100%;

(3). Ti koyefisyan ekspansyon tèmik, konduktiviti tèmik diminye ak ogmante tanperati, rezistan a refwadisman toudenkou ak chofaj rapid, epi yo pa pral pete menm si li toudenkou desann soti nan yon tanperati ki wo nan plizyè mil degre Sèlsiyis nan tanperati chanm;

(4). Ti koyefisyan friksyon ak lubrisite;

(5). Bon konduktiviti. Nan 25 ℃, rezistans espesifik fib kabòn modil segondè se 775μΨ / cm, ak fib kabòn segondè-fòs se 1500μΨ / cm;

(6). Bon rezistans nan tanperati ki wo ak ba. Li pa fonn oswa adousi nan yon atmosfè ki pa oksidan nan 3000 ℃, epi li rete trè mou ak frajil nan tanperati azòt likid;

(7). Bon rezistans asid, inaktif nan asid, epi li ka kenbe tèt ak korozyon pa konsantre asid idroklorik, asid fosfò, asid silfirik, elatriye Anplis de sa, fib kabòn tou gen karakteristik sa yo nan rezistans lwil oliv, rezistans radyasyon, rezistans radyasyon, absòpsyon nan gaz toksik ak ralantisman. nan netwon.


4. Estrikti fib kabòn

Estrikti fib kabòn depann sou estrikti swa orijinal la ak pwosesis karbonizasyon an, men pa gen pwoblèm ki materyèl yo itilize, avyon an atòm kabòn nan fib kabòn toujou oryante paralèl ak aks fib la.

Inite debaz ki konstitye estrikti sa a se lasi kouch nan atòm kabòn egzagonal, ki konpoze de lasi kouch yo fòme plan kouch. Atòm kabòn yo nan plan an kouch konekte pa lyezon kovalan fò ak yon longè lyezon 0.1421nm; avyon yo kouch yo konekte pa fòs van der Waals fèb, ak espas entèlayer se ant 0.3360 ak 0.3440 nm; pa gen okenn pozisyon fiks regilye nan atòm kabòn ant kouch, kidonk bor yo nan kouch yo inegal. Atòm kabòn yo nan kwen an nan kouch grafit la diferan de atòm kabòn debaz yo ak yon estrikti konplè andedan kouch la. Fòs gravitasyonèl sou atòm kabòn debaz yo andedan kouch la se simetrik, ak enèji kosyon segondè ak reyaksyon ki ba; atòm kabòn yo nan kwen sifas la asimetri ensiste, gen elektwon ki pa pè, epi yo relativman aktif. Se poutèt sa, aktivite sifas fib kabòn gen rapò ak kantite atòm kabòn nan kwen an.

Nan pwosesis pou fòme fib kabòn, yon gwo kantite eleman ak gaz divès kalite (tankou CO, CO2, H2O, NH3, H2, N2) pral chape soti nan fib orijinal la pandan pwosesis karbonizasyon an, ak divès kalite ti domaj ak twou yo pral. fòme sou sifas li ak andedan. Egzistans sa yo domaj ak twou pral gen yon gwo enpak sou fòs fib kabòn. Pifò kraze fib rive nan domaj oswa fant.


5. Diferan kalite fib kabòn

Nan dènye ane yo, endistri fib kabòn domestik la te montre yon sèn pwospere ak mache a te grandi fòtman.


6. Pwosesis fòme nan materyèl fib kabòn konpoze

Materyèl konpoze fib kabòn yo lajman itilize, pa sèlman nan domèn ayewospasyal, men tou, nan jaden otomobil ak machandiz espòtif. Pati yo itilize nan diferan jaden yo bezwen trete anvan yo ka itilize yo. Fib kabòn se mou ak trete, epi li apwopriye pou Distribisyon san mwazi (PCM), bòdi transfè résine (RTM), bòdi fèy bòdi (SMC) ak lòt pwosesis.


  • PCM fòme pwosesis


Pwosesis PCM la se mete so materyèl fib kabòn konpoze (CFRP) semi-fini pwodwi nan mwazi an epi sèvi ak pwosesis geri espre espre kontou pou fòme li. Pwosesis bòdi PCM la premye bezwen konsepsyon mwazi an, epi jwenn modèl ki genyen twa dimansyon mwazi an atravè pwosesis òdinatè ki genyen twa dimansyon, epi jwenn done pwofil modèl kwa-seksyonèl nan kouch done konvèsyon done li yo pou jenere enfòmasyon kontwòl. Lè sa a, kontwole bouch la résine sou machin nan pwototip rapid PCM pou respire résine a sou sifas sab nwayo a, ak prechofe pou akselere geri modèl la apre w fin ranpli yon kouch.

Pwosesis bòdi PCM la pa sèlman gen avantaj ki genyen nan redwi anpil tan bòdi, amelyore efikasite pwodiksyon, ekonomize depans pwodiksyon, ak amelyore estabilite pwodwi, men tou, gen karakteristik presizyon wo dimansyon, bon fini sifas, ak fasil yon sèl-fwa bòdi nan konplèks. pati estriktirèl. An menm tan an, akòz oryantasyon an bon nan fib la nan pwodwi a, fòs la ak rèd nan pwodwi a yo relativman wo. Jodi a, pwosesis bòdi PCM la okipe yon pozisyon enpòtan nan CFRP otomobil.


  • Pwosesis bòdi RTM


Pwosesis RTM a enjekte résine ba-viskozite anba yon presyon sèten, epi geri li nan presyon ki ba nan yon mwazi fèmen pou jwenn yon materyèl konpoze ak yon estrikti konplèks. Pwosesis bòdi RTM premye konsepsyon aranjman fib kabòn selon bezwen diferan, mete fib kabòn yo nan mwazi an epi fèmen li, Lè sa a, enjekte résine pou fè li enfiltre, epi louvri mwazi an pou retire pwodwi fini apre résine a geri. .

Konpare ak metòd bòdi tradisyonèl yo, RTM se pi senp ak pi fasil pou kontwole an tèm de pwosesis pwodiksyon, ak pi wo efikasite pwodiksyon ak pri mwazi ki ba; sifas la nan pwodwi a ki kapab lakòz se lis ak plat, ak presizyon nan aparans se wo. Sèjousi, teknoloji RTM te lajman itilize nan ayewospasyal, fabrikasyon otomobil ak lòt endistri akòz karakteristik ekselan li yo.


  • SMC konpresyon bòdi pwosesis

SMC se te fè nan keratin résine enpreye fib oswa nat fib kout, kouvri ak fim polyethylene sou tou de bò, epi li fè pati seri a nan prepreg. Anplis gwo rezistans korozyon, SMC konpresyon materyèl konpoze tou gen anpil karakteristik siperyè tankou dansite ki ba, gwo fòs, pwosesis fasil, segondè rezistans chalè ak pri ki ba.

SMC se apwopriye pou pwodiksyon an mas ak pwodiksyon de pwodwi mens-ranpa ak ti chanjman kwa-seksyonèl, e li te lajman itilize nan pwodiksyon an nan pati otomobil vèr.


7. Aplikasyon fib kabòn

Se fib kabòn li te ye kòm wa a nan nouvo materyèl. Li se itilize nan tout bagay soti nan baton lapèch sivil nan avyon de gè-wo fen. Espas sou mache a se gwo. Rezon ki fè li pa te lajman itilize nan tan lontan an te sitou paske teknoloji debaz la te kontwole pa Etazini ak Japon, ak pri a rete wo. Avèk amelyorasyon kontinyèl nan teknoloji domestik, echèl la nan sipèpozisyon yo te ogmante, ak pri inite a te redwi, demann sou mache a te aktive. Espesyalman depi epidemi an, enpòtasyon fib kabòn etranje yo te limite. Lachin te sezi opòtinite a epi byen vit okipe mache a, ak pwodwi domestik yo te rekonèt tou pa mache a.

Zòn aplikasyon prensipal yo nan fib kabòn nan Lachin yo montre nan figi ki anba a:


  • Aerospace


Nan envantè de motè avyon, aplikasyon alyaj Titàn redwi anpil pwa motè a, men kòm yon metal, gen yon pwoblèm grav ke metal yo gen pwoblèm fatig. Si metal la resevwa yon gwo fòs ase ak tan aksyon an se long, mikwo fant ap rive. Apre sa, tout materyèl la pral krak epi lakòz danje sekirite. Konpare ak materyèl metal, fib kabòn pa gen konsèp nan fòs fatig. An menm tan an, li tou gen karakteristik sa yo nan dansite ki ba, gwo fòs, ak gwo rezistans fatig. Yo itilize li pou fabrike tank depo gaz fize, kokiy avyon, elatriye. Nan fabrike avyon sivil avanse, pwopòsyon fib kabòn yo itilize depase 50%. Anplis de sa, nan jaden an nan satelit ak veso espasyèl, PAN ki baze sou segondè fib kabòn modil se pi lajman itilize, ki ka itilize pou reflektè ak antèn, panno solè, boom ak kèk estrikti presizyon.


  • Jaden oto


Se fib kabòn lajman ki itilize nan jaden an nan nouvo enèji. Diminye pwa machin nan ka diminye emisyon gaz kabonik, kidonk lightweighting nan machin se yon metòd enpòtan pou ekonomize enèji.

Pwoblèm nan pi gwo nan machin enèji nouvo se andirans la. Bwat batri fib kabòn ka efektivman redwi pwa bwat yo, sa ki ka diminye pwa a pa prèske 40% konpare ak bwat batri tradisyonèl yo.

Anpil machin kous ak machin pèfòmans-wo sèvi ak chèz machin fib kabòn, ki gen avantaj ki genyen nan rezistans enpak, rezistans korozyon, gwo fòs, bon pèfòmans absòpsyon chòk, ak amelyore faktè sekirite a.

Genyen tou aplikasyon an nan materyèl fib kabòn nan bwat absòpsyon enèji, sa ki ka diminye pwa a mouri ak amelyore efè a absòpsyon enèji nan veyikil la.


  • Ekipman espò


Gen anpil avantaj nan itilize materyèl fib kabòn pou ekipman espò, tankou pwa limyè, bon pwopriyete mekanik, ak sekirite segondè ak ijyèn. Anjeneral pale, eksepte pou evènman espesyal espò ki mande pwa, pi lejè ekipman espò nou anjeneral itilize, se pi fasil pou fè nan yon nivo pi bon, tankou rakèt tenis, klib, bisiklèt, ski, elatriye Anplis de sa, gen kèk ekipman ki depann sou pouvwa lòt pase pouvwa imen pou fè egzèsis, tankou machin kous, bato, elatriye, ki tou pi lejè ak pi fasil pou kontwole.


  • Veso presyon


Demann mondyal la pou fib kabòn pou veso presyon ap ogmante. Li espere ke demann mondyal la pou fib kabòn pou veso presyon ap monte a 22,810 tòn nan 2025, ak yon to kwasans konpoze anyèl 20%.


  • Aplikasyon pou konstriksyon


Aplikasyon an nan materyèl fib kabòn konpoze nan enfrastrikti gen ladan: ranfòsman nan bilding ki deja egziste ak estrikti pon, antretyen nan enstalasyon koridò tiyo, kèk eleman nan nouvo bilding, câbles pon, pon pon, elatriye Nan mache aplikasyon ki anwo yo, 80% -90% nan fib kabòn yo itilize pou ranfòsman nan bati pon yo. Pwodwi fib kabòn ranfòsman sitou gen ladan twal fib kabòn, griy fib kabòn, tablo fib kabòn ak zo kòt fib kabòn.


  • Lòt aplikasyon


Aplikasyon an nan materyèl fib kabòn trè vaste. Anplis de twa jaden ki anwo yo, yo trè komen tou nan aparèy elektwonik, bato, nwayo kab, transpò tren ak lòt jaden. Anba objektif la nan "pik kabòn ak netralite kabòn", divès kalite materyèl fonksyonèl fib kabòn parèt an gwoup, ak endistri fib kabòn domestik la ap devlope rapidman. An tèm de teknoloji, nou te tou kraze nan mil-tòn fib kabòn endistriyalizasyon teknoloji a ak okòmansman fòme yon gwo-echèl grap endistriyèl. Anba divès demand ki lejè, devlopman nan materyèl fib kabòn konpoze pral montre yon tandans plis divèsifye. Nan lavni an, amelyorasyon nan pèfòmans materyèl fonksyonèl, rediksyon nan pri materyèl ak ogmantasyon nan materyèl resikle yo pral pwen yo klere nan materyèl fib kabòn.


Limit responsabilite nou: Dwa tèks la ak foto yo repwodui fwa sa a fè pati otè orijinal la. Si gen nenpòt vyolasyon, tanpri kontakte sit entènèt sa a pou efase li pi vit posib.

Sous: Caiyitong

Tags: fib kabòn, grafit, materyèl



We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept