Totul despre fibra de carbon

Cunoaște totul despre fibra de carbon este foarte important pentru fiecare persoană modernă. Înțelegerea tehnologiei producției de carbon în Rusia, densitatea și alte caracteristici ale unui tratament, va fi mai ușor să se ocupe de sfera aplicației sale și să facă alegerea potrivită. În plus, este necesar să aflați totul despre chit și podea caldă cu fibră de carbon, despre producătorii străini ai acestui produs și despre diverse aplicații.

Particularități

Numele fibrei de carbon și a carbonului și, într-o serie de surse, există și fibre de carbon foarte des. Dar ideea caracteristicilor reale ale acestor materiale și posibilitățile de utilizare a acestora în multe persoane sunt destul de diferite. Din punct de vedere tehnic, Acest material este asamblat din secțiunea transversală a firului de cel puțin 5 și nu mai mult de 15 microni. Aproape toată compoziția a reprezentat atomii de carbon – de aici și nume. Acești atomi înșiși sunt grupați în cristale limpede care formează linii paralele.

O astfel de execuție oferă o rezistență foarte mare la efortul de întindere. Fibra de carbon nu poate fi considerată o invenție complet nouă. Primele eșantioane de materiale similare primite și utilizate Edison. Mai târziu, în mijlocul secolului al XX-lea, Renașterea a supraviețuit Carboy – și de acum încolo la utilizarea ei în mod constant.

Fibra de carbon este acum realizată din materii prime destul de diferite – și, prin urmare, proprietățile sale pot varia foarte mult.

Compoziție și proprietăți fizice

Cea mai importantă dintre caracteristicile fibrei de carbon rămân Rezistență la căldură excepțională. Chiar dacă substanța este de până la 1600 – 2000 de grade, atunci în absența oxigenului în mediul înconjurător, parametrii săi nu se vor schimba. Densitatea acestui material, împreună cu cele obișnuite, se întâmplă și liniară (măsurată în așa-numitele texte). Cu o densitate liniară de 600 de texte, masa de 1 km de panza va fi de 600 g. Din punct de vedere critic, în multe cazuri are un modul de elasticitate a materialului sau, după cum se spune altfel, modulul Jung.

La fibră de înaltă rezistență, acest indicator este de la 200 la 250 GPA. Fibră de carbon de înaltă module, realizată pe baza de date, are un modul elastic de aproximativ 400 GPA. În soluțiile de cristal lichid, acest parametru poate varia de la 400 la 700 GPA. Modulul de elasticitate este calculat, împingând de la estimarea valorii sale la întinderea cristalelor individuale de grafit. Orientarea planurilor atomice este setată utilizând analiza structurală cu raze X.

În mod implicit, tensiunea superficială este de 0,86 n / m. La procesarea unui material pentru obținerea unei fibre de componente metalice, acest indicator crește până la 1,0 n / m. Pentru a determina parametrul corespunzător ajută la măsurarea prin metoda de ridicare capilară. Punctul de topire al fibrelor bazate pe peckerele de petrol este de 200 de grade. Filarea are loc la aproximativ 250 de grade; Punctul de topire al altor tipuri de fibre depinde în mod direct de compoziția lor.

Lățimea maximă a pânzei de carbon depinde de cerințele și nuanțele tehnologice. Mulți producători este de 100 sau 125 cm. În ceea ce privește puterea axială, va fi egală cu:

• produse de înaltă rezistență bazate pe tavă de la 3000 la 3500 MPa;
• În fibre cu o prelungire semnificativă strict 4500 MPa;
• La materialele moderne de la 2000 la 4500 MPa.

Calculele teoretice ale stabilității cristalului cu o forță de întindere spre planul atomic al zăbrelelor dau o cantitate estimată de 180 GPA. Indicatorul practic limită așteptat este de 100 GPA. Dar experimentele nu au confirmat încă prezența unui nivel de mai mult de 20 GPA. Rezistența reală a fibrei de carbon este limitată de defectele sale mecanice și de nuanțele procesului de producție. Instalat în studii în practică, rezistența la întinderea unei secțiuni de 1/10 mm va fi de la 9 la 10 GPA.

O atenție deosebită merită fibră de carbon T30. Acest material este utilizat în principal în obținerea tijelor. Această soluție este ușurință și echilibru excelent. Indicele T30 desemnează un modul de elasticitate 30 tone.

Procesele mai complexe de fabricație vă permit să obțineți un produs la nivel T35 și așa mai departe.

Tehnologia de producție

Obțineți fibre de carbon din diferite tipuri de polimeri. Modul de procesare determină două soiuri principale ale unor astfel de materiale – tipuri de carbonate și grafite. Există o diferență importantă între fibră obținută din tigaie și de la diferite tipuri de pitch. Fibrele de carbon de înaltă calitate, atât rezistență ridicată, cât și categoria de înaltă module, pot avea un nivel gol de duritate și modul elastic. Este obișnuit să le atribuiți diferitelor mărci.

Fibrele fac un fir sau un format de hamuri. Acestea sunt formate de la 1000 la 10.000 de fibre elementare continue. Stofele din aceste fibre pot fi, de asemenea, dezvoltate, cum ar fi hamul (în acest caz, numărul fibrelor elementare este și mai mult). Materiile prime inițiale sunt fibrele nu numai simple, ci și ecletele de cristal lichide, precum și poliacrilonitrilul. Procesul de obținere implică mai întâi producția de fibre de pornire și apoi sunt încălzite în aer la 200-300 de grade.

În cazul PAN, acest proces a fost numit pre-procesare sau îmbunătățire a rezistenței la foc. PEK după o astfel de procedură primește o proprietate atât de importantă ca defragmentare. Fibrele parțiale sunt oxidate. Modul de încălzire suplimentar determină dacă se vor referi la un grup carbonat sau grafitizat. Sfârșitul muncii implică impresia proprietăților necesare, după care este aplicată sau slotizată.

Oxidarea în atmosfera de aer mărește rezistența la foc nu numai ca urmare a oxidării. Nu numai dehidrogenarea parțială, ci și cusătura intermoleculară și alte procese contribuie cu contribuția lor. În plus, expunerea materialului de topire și volatilizare a atomilor de carbon este redusă. Carbonizarea (în faza de temperatură înaltă) este însoțită de gazificarea și plecarea tuturor atomilor străini.

A suflat la 200 – 300 de grade în prezența fibrei de apă negru.

Carbonizarea ulterioară se efectuează înconjurată de azot la 1000 – 1500 de grade. Nivelul optim de încălzire, conform unui număr de tehnologi, este de 1200 – 1400 grade. Fibrele de înaltă module vor trebui să se încălzească până la aproximativ 2500 de grade. La etapa preliminară, Pan obține o microstructură scări. Pentru apariția sa, condensarea „răspunde” în interiorul nivelului molecular, însoțită de apariția unei substanțe aromatice policiclice.

Cu cât crește temperatura, cu atât este mai mult structura tipului ciclic. După încheierea tratamentului termic asupra tehnologiei, plasarea moleculelor sau a fragmentelor aromatice este de așa natură încât axele principale vor fi paralele cu axa fibrei. Tensiunea evită declinul gradului de orientare. Caracteristicile tigaiei de descompunere în timpul tratamentului termic sunt determinate de concentrația de monomeri de grefă. Fiecare tip de astfel de fibre determină condițiile inițiale pentru procesare.

Pitch-ul de ulei de cristal lichid durează mult timp pentru a păstra la o temperatură de la 350 la 400 de grade. Un astfel de regim va duce la condensarea moleculelor policiclice. Massul lor se ridică, și să-i încline (cu formarea de sferoli). Dacă încălzirea nu se oprește, sferoizii cresc, greutatea moleculară crește și rezultatul este formarea unei faze de cristale lichide inseparabile. Cristalele ocazional solubile în chinolină, dar, de obicei, atât în ​​el, cât și în piridină, ei nu se dizolvă (depinde de nuanțele tehnologiei).

Fibrele obținute dintr-un pas de cristal lichid cu cristale lichide de 55-65% curg plastic. Plumb de filare la 350 – 400 de grade. Structura foarte importantă este formată prin încălzirea inițială într-o atmosferă de aer la 200-350 de grade și ulterior rezistentă la un mediu inert. Thornel P-55 Fibrele trebuie să se încălzească până la 2000 de grade, cu atât modulul elastic este mai mare, cu atât este mai mare temperatura.

Lucrările științifice și de inginerie plătesc recent mai multă atenție tehnologiei utilizând hidrogenarea. Generarea inițială a fibrelor este adesea obținută prin hidrogenarea unui amestec de stilou de cărbune și rășină naftale. În același timp, trebuie să existe tetrahidrochinolină. Temperatura de procesare este de 380 – 500 de grade. Impuritățile solide pot fi îndepărtate prin filtrare și rang prin centrifugă; După aceasta, există peci ascunși la temperatură ridicată. Pentru producerea de carbon, este necesar să se aplice (în funcție de tehnologie) o varietate de echipamente:

• straturi distribuind vid;
• pompe;
• hamuri de etanșare;
• desktop-uri;
• capcane;
• Grilele conductoare;
• Filme de vacuum;
• prepreg;
• Autoclavi.

Revizuirea pieței

Pe piața globală, astfel de producători de fibră de carbon conduc:

• „Tornell”, „Fortafil” și „DECION” (Statele Unite);
• „Grafic” și „domnul” (Anglia);
• „Curekh-Lon” și „Toreie” (Japonia);
• Industria Cytec;
• Hexcel;
• Grupul SGL;
• Industria de torale;
• Zoltek;
• Raionul Mitsubishi.

Până în prezent, carbonul este produs în Rusia:

• Chelyabinsk Carbon și materiale compozite;
• „Producția de carbon Balakovo”;
• NPK „Himprominginirring”;
• Saratov Enterprise „Start”.

Produse și aplicații de domeniu

Fibra de carbon este utilizată pentru a obține armătură compozită. De asemenea, este obișnuit să îl utilizați pentru obținerea:

• țesuturi bidirecționale;
• țesături din categoria de designer;
• țesutul biosal și quadroaxial;
• panza nețesut;
• Bandă unidirecțională;
• prepreg;
• armătură externă;
• fibră;
• Zhgutov.

Suficientă inovație serioasă este acum Floor cald infraroșu. În acest caz, materialul este utilizat ca înlocuire a firului tradițional metalic. Poate evidenția de 3 ori mai multă căldură, în plus, consumul de energie electrică este redus cu aproximativ 50%. Ventilatoarele de modelare a echipamentelor complexe utilizează adesea țevi carboxilice obținute prin înfășurare. Aceste produse sunt, de asemenea, solicitate de producătorii de mașini și alte tehnici. Fibra de carbon este adesea folosită, de exemplu, pentru frână manuală. De asemenea, se obține pe baza acestui material:

• Detalii pentru modelele de aviație;
• Pe deplin hoods;
• biciclete;
• Piese pentru autoturisme și motociclete.

Panouri dintr-o porțiune de aluminiu de 18% și cu 14% mai mult decât oțelul structural. Mansele bazate pe acest material sunt necesare pentru a obține țevi și tuburi ale secțiunii transversale variabile, produse spirale ale diferitelor profiluri. Ele sunt utilizate și pentru producție și pentru reparații cluburi. În continuare merită să se indice utilizarea acestuia Când emiteți huse deosebit de puternice pentru smartphone-uri și alte gadget-uri. Astfel de produse sunt de obicei premium și au calități decorative ridicate.

În ceea ce privește o pulbere dispersată de tip grafit, atunci este necesar:

• la primirea acoperirilor conductive electrice;
• La producerea lipiciului de diferite tipuri;
• Când sporiți matrițele și alte părți.

Chit cu fibră de carbon pe un număr de parametri este mai bun decât chiturile tradiționale. O combinație similară este evaluată de mulți specialiști pentru plasticitate, cetatea mecanică. Compoziția este potrivită pentru acoperirea defectelor profunde. Tijele sau tijele din carbone sunt durabile, ușor și servesc lung. Un astfel de material este necesar pentru:

• aviaţie;
• industria rachetelor;
• Forma de inventar sportiv.

Cu ajutorul de piroliză a sărurilor de acid carboxilic, pot fi obținute cetone și aldehide. Calitatea termică excelentă a fibrei de carbon permite utilizarea în încălzitoare și încălzitoare electrice. Astfel de încălzitoare:

• economic;
• de încredere;
• Diferite cu eficiența impresionantă;
• Radiațiile periculoase nu distribuie;
• relativ compact;
• perfect automatizat;
• operate fără probleme inutile;
• Nu răspândiți afară.

Compozitele de carbon-carbon sunt utilizate atunci când sunt eliberate:

• Se află sub Tigley;
• Piese conice pentru cuptoare de topire a vidului;
• Piese tubulare pentru ele.

Din cererile suplimentare pot fi numite:

• Cuțite de casă;
• Utilizați pentru supapa petală a motoarelor;
• Utilizați în construcții.

Constructorii moderni au aplicat mult acest material nu numai pentru armarea în aer liber. El este încă nevoie de casele de piatră și piscine. Stratul de întărire a intrărilor restabilește calitatea suporturilor și a grinzilor în poduri. Este, de asemenea, utilizat la crearea septicului și a cadrului rezervoarelor naturale, artificiale, atunci când lucrați cu Caison și o scenă.

De asemenea, puteți repara instrumentele de manevră, țevi de reparații, picioare fixe, furtunuri, mânere, echipamente, praguri de ferestre și ferestre din PVC.

În următorul videoclip veți găsi informații suplimentare despre producția de fibră de carbon.