Cov Pa Roj Carbon Fiber: Cov Tshuab Siv Roj Carbon Fiber Ntau Hauv Russia, Tso Cua Sov Thiab Cov Cua Sov Hauv Qab Nrog Cov Pa Roj Carbon Fiber, Ntom Ntom Ntom Ntom Ntom Ntom Thiab

2024 Tus sau: Beatrice Philips | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-09 13:23

Paub txhua yam txog carbon fiber yog qhov tseem ceeb heev rau txhua tus neeg niaj hnub no. Nkag siab txog thev naus laus zis ntawm kev tsim cov pa roj carbon hauv tebchaws Russia, qhov ntom ntom thiab lwm yam ntxwv ntawm cov roj carbon fiber, nws yuav yooj yim dua rau nkag siab qhov nthuav dav ntawm nws daim ntawv thov thiab xaiv qhov yog. Ib qho ntxiv, koj yuav tsum nrhiav txhua yam hais txog putty thiab cov cua sov hauv qab nrog cov roj carbon fiber, hais txog cov tuam txhab txawv teb chaws ntawm cov khoom no thiab txog ntau yam kev thov.

Peculiarities

Cov npe carbon fiber thiab carbon fiber, thiab hauv ntau qhov chaw kuj tseem muaj cov pa roj carbon fiber, muaj ntau heev. Tab sis lub tswv yim ntawm cov yam ntxwv tiag tiag ntawm cov ntaub ntawv no thiab qhov muaj peev xwm ntawm lawv siv yog txawv heev rau ntau tus neeg. Los ntawm cov ntsiab lus pom, cov khoom siv no tau sib sau ua ke los ntawm cov xov nrog ntu ntu tsis pub tsawg dua 5 thiab tsis ntau dua 15 microns … Yuav luag txhua qhov muaj pes tsawg leeg yog tsim los ntawm cov pa roj carbon atoms - yog li lub npe. Cov atoms lawv tus kheej tau muab tso ua ke rau hauv cov nplaim paj uas tsim cov kab sib luag.

Cov qauv no muab lub zog tensile siab heev. Cov pa roj carbon fiber tsis yog qhov kev tsim tawm tshiab kiag li . Thawj qhov piv txwv ntawm cov khoom siv zoo sib xws tau txais thiab siv los ntawm Edison. Tom qab ntawd, nyob nruab nrab ntawm lub xyoo pua nees nkaum, cov pa roj carbon fiber tau ntsib kev rov tsim dua tshiab - thiab txij li ntawd los nws siv tau nce zuj zus.

Tam sim no cov pa roj carbon tau tsim los ntawm cov khoom sib txawv sib txawv - thiab yog li nws cov khoom tuaj yeem sib txawv heev.

Muaj pes tsawg leeg thiab lub cev muaj zog

Qhov tseem ceeb tshaj plaws ntawm cov yam ntxwv ntawm carbon fiber tseem yog nws tshwj xeeb kub ua haujlwm … Txawm hais tias cov khoom kub tau nce mus txog 1600 - 2000 degrees, yog li thaum tsis muaj oxygen hauv ib puag ncig nws qhov ntsuas yuav tsis hloov. Qhov ntom ntawm cov khoom siv no, nrog rau ib txwm muaj, kuj tseem yog kab (ntsuas hauv qhov hu ua tex). Nrog rau qhov ntom ntom ntom ntom ntawm 600 tex, qhov hnyav ntawm 1 km ntawm lub vev xaib yuav yog 600 g. Muaj ntau zaus, qhov hloov pauv ntawm cov khoom siv, lossis, raws li lawv hais, Young's modulus, kuj tseem ceeb heev.

Rau lub zog muaj zog zoo, daim duab no txawv ntawm 200 txog 250 GPa. Cov pa roj carbon fiber ntau ua los ntawm PAN muaj qhov hloov pauv tau yooj yim kwv yees li 400 GPa. Rau cov kua siv lead ua daws, qhov ntsuas no tuaj yeem sib txawv ntawm 400 txog 700 GPa. Kev hloov pauv ywj pheej tau suav los ntawm kev kwv yees ntawm nws tus nqi thaum ib tus neeg graphite muaju tau nthuav tawm. Kev taw qhia ntawm lub dav hlau atomic tau tsim los siv kev tshuaj xyuas X-ray diffraction.

Qhov ntsuas qhov tsis zoo yog 0.86 N / m. Thaum ua cov khoom kom tau txais cov hlau sib xyaw ua ke, daim duab no nce mus txog 1.0 N / m . Kev ntsuas los ntawm txoj kev nce ntshav capillary pab txiav txim siab qhov sib piv. Qhov ntsuas kub ntawm cov fibers ua raws cov roj av yog 200 degrees. Spinning yuav siv qhov chaw ntawm 250 degrees; lub ntsiab lus melting ntawm lwm hom fiber ntau ncaj qha nyob ntawm lawv cov muaj pes tsawg leeg.

Qhov dav tshaj plaws ntawm cov ntaub carbon yog nyob ntawm qhov xav tau thev naus laus zis thiab qhov txawv. Rau ntau lub tuam txhab, nws yog 100 lossis 125 cm. Raws li rau lub zog axial, nws yuav sib npaug rau:

• rau cov khoom siv dag zog siab raws li PAN los ntawm 3000 txog 3500 MPa;
• rau cov fibers nrog qhov tseem ceeb elongation, nruj me ntsis 4500 MPa;
• rau cov khoom siv qib siab los ntawm 2000 txog 4500 MPa.

Kev kwv yees kev kwv yees ntawm kev ruaj khov ntawm cov siv lead ua nyob rau hauv lub zog tensile mus rau lub dav hlau atomic ntawm lub lattice muab kwv yees tus nqi ntawm 180 GPa. Qhov kev cia siab ua tau zoo yog 100 GPa. Txawm li cas los xij, kev sim tseem tsis tau lees paub tias muaj qib ntau dua 20 GPa. Lub zog tiag ntawm cov pa roj carbon fiber yog txwv los ntawm nws cov khoom siv tsis xws luag thiab qhov txawv ntawm cov txheej txheem tsim khoom. Lub zog tensile ntawm ib ntu nrog qhov ntev ntawm 1/10 mm tsim los hauv kev tshawb fawb yuav yog los ntawm 9 txog 10 GPa.

T30 carbon fiber tsim nyog tau txais kev saib xyuas tshwj xeeb . Cov khoom siv no feem ntau yog siv hauv kev tsim cov pas nrig. Qhov kev daws teeb meem no yog qhov txawv los ntawm nws qhov pom kev thiab qhov sib npaug zoo. T30 qhov ntsuas qhia txog tus qauv ntawm kev ywj pheej ntawm 30 tons.

Cov txheej txheem tsim khoom ntau dua tso cai rau koj kom tau txais cov khoom lag luam ntawm T35 qib thiab ntxiv rau.

Kev siv tshuab ntau lawm

Cov roj carbon fiber tuaj yeem tsim los ntawm ntau hom polymer. Hom kev ua haujlwm txiav txim siab ob hom tseem ceeb ntawm cov khoom siv no - carbonized thiab graphitized hom. Qhov sib txawv tseem ceeb tshwm sim ntawm fiber ntau tau los ntawm PAN thiab ntau hom suab sib txawv. Cov pa roj carbon zoo, ob qho tib si lub zog siab thiab cov qauv siab, tuaj yeem muaj qib sib txawv ntawm qhov nyuaj thiab cov qauv . Nws yog ib txwm coj lawv mus rau ntau lub npe sib txawv.

Fibers tau ua nyob rau hauv filament lossis bundle format. Lawv tau tsim los ntawm 1000 txog 10000 qhov kev sib txuas tas li. Cov ntaub los ntawm cov fibers no tseem tuaj yeem ua tau, zoo li tows (qhov no, cov naj npawb ntawm cov ntaub ntawv ntau dua). Pib cov khoom siv raw tsis yog tsuas yog cov fibers yooj yim, tab sis kuj tseem siv cov kua ua kua, nrog rau polyacrylonitrile. Cov txheej txheem tsim khoom cuam tshuam thawj zaug tsim cov fibers qub, thiab tom qab ntawd lawv ua kom sov hauv huab cua ntawm 200 - 300 degrees.

Hauv PAN, txheej txheem no hu ua kev kho ua ntej lossis kev tiv thaiv hluav taws ntxiv. Tom qab cov txheej txheem no, lub suab tau txais cov khoom tseem ceeb xws li infusibility. Cov fibers yog ib nrab oxidized. Hom kev ua kom sov ntxiv txiav txim siab seb lawv puas yuav koom nrog cov pab pawg carbonized lossis graphitized . Qhov kawg ntawm txoj haujlwm txhais tau tias muab cov khoom tsim nyog rau saum npoo, tom qab uas nws ua tiav lossis qhov loj me.

Oxidation hauv huab cua ua rau hluav taws tiv tsis tau tsuas yog los ntawm oxidation. Kev koom tes tsis yog tsuas yog los ntawm kev dehydrogenation ib nrab, tab sis kuj los ntawm kev sib txuas sib txuas sib txuas sib txuas thiab lwm yam txheej txheem. Ib qho ntxiv, qhov ua tau zoo ntawm cov khoom siv rau yaj thiab ua kom cov pa roj carbon atom tsawg. Cov pa roj carbonization (nyob rau theem siab-kub) yog nrog los ntawm roj av thiab kev khiav tawm ntawm txhua lub ntiaj teb atoms.

PAN fibers ua kom sov txog 200 - 300 degrees thaum muaj cua tig dub.

Lawv cov carbonization tom ntej yog nqa tawm hauv ib puag ncig nitrogen ntawm 1000 - 1500 degrees. Cov qib cua sov zoo tshaj plaws, raws li tus lej thev naus laus zis, yog 1200 - 1400 degrees . Cov fiber ntau modulus yuav tsum tau ua kom sov txog li 2500 degrees. Nyob rau theem pib, PAN tau txais tus ntaiv microstructure. Kev sib xyaw ua ke ntawm qib intramolecular, nrog rau qhov pom ntawm cov tshuaj polycyclic uas muaj ntxhiab, yog "lub luag haujlwm" rau nws tshwm sim.

Qhov kub ntau ntxiv, qhov loj dua ntawm cov qauv cyclic yuav yog . Tom qab qhov kawg ntawm kev kho cua sov raws li thev naus laus zis, kev teeb tsa cov molecules lossis cov ntxhiab tsw qab yog qhov uas lub hauv paus tseem ceeb yuav ua tib zoo sib xws nrog cov kab hluav taws xob. Kev nruj nruj tiv thaiv qib ntawm kev taw qhia kom tsis txhob poob. Cov yam ntxwv tshwj xeeb ntawm PAN decomposition thaum kho cua sov yog txiav txim siab los ntawm kev sib xyaw ntawm monomers grafted. Txhua hom ntawm cov fibers zoo li txiav txim siab qhov pib ua haujlwm.

Cov kua crystalline roj av yuav tsum tau khaws cia ntawm qhov kub ntawm 350 txog 400 degrees rau lub sijhawm ntev. Hom no yuav ua rau kom hws cov polycyclic molecules. Lawv qhov hnyav nce, thiab ua ke ua ke maj mam tshwm sim (nrog kev tsim cov spherulites). Yog tias cua sov tsis nres, cov spherulites loj tuaj, qhov hnyav hnyav nce, thiab qhov tshwm sim yog tsim los ntawm cov kua ua ntu ntu ntu . Crystals qee zaum yaj hauv quinoline, tab sis feem ntau lawv tsis yaj ob qho tib si hauv nws thiab hauv pyridine (qhov no nyob ntawm qhov sib txawv ntawm cov thev naus laus zis).

Fibers tau los ntawm cov kua siv lead ua kua nrog 55 - 65% cov kua ua kua ntws plastically. Spinning yog nqa tawm ntawm 350 - 400 degrees. Cov qauv qhia tau zoo yog tsim los ntawm kev pib ua cua sov hauv huab cua ntawm 200 - 350 degrees thiab tuav tom qab hauv qhov cua tsis zoo. Fibers ntawm Thornel P-55 hom yuav tsum tau muab rhaub kom kub txog 2000 degrees, siab dua tus qauv ntawm kev ywj pheej, qhov kub yuav tsum siab dua.

Tsis ntev los no, kev tshawb fawb thiab kev tsim vaj tsev tau ua tib zoo saib xyuas cov thev naus laus zis siv hydrogenation. Kev pib tsim cov fibers feem ntau ua tiav los ntawm hydrogenating sib xyaw ntawm cov pa roj av thiab cov pos hniav naphthalic. Hauv qhov no, yuav tsum muaj tetrahydroquinoline . Kev ua haujlwm kub yog 380 - 500 degrees. Cov khib nyiab tuaj yeem raug tshem tawm los ntawm kev lim dej thiab centrifuge; tom qab ntawd cov pob zeb tau tuab ntawm qhov kub siab. Txog kev tsim cov pa roj carbon, nws yog qhov yuav tsum tau siv (nyob ntawm cov thev naus laus zis) ntau yam khoom siv:

• txheej uas faib lub tshuab nqus tsev;
• twj;
• cov hlua khi;
• cov rooj ua haujlwm;
• cuab;
• conductive mesh;
• zaj duab xis nqus;
• prepregs;
• autoclaves.

Kev Ntsuam Xyuas Kev Ua Lag Luam

Cov tuam txhab carbon fiber hauv qab no tau ua nyob rau hauv kev lag luam thoob ntiaj teb:

• Thornell, Fortafil thiab Celion (Tebchaws Asmeskas);
• Grafil thiab Modmore (Askiv);
• Kureha-Lone thiab Toreika (Nyij Pooj);
• Cytec Kev Lag Luam;
• Hexcel;
• SGL Pawg;
• Toray Kev Lag Luam;
• Zoltek;
• Mitsubishi Rayon.

Niaj hnub no cov pa roj carbon tau tsim tawm hauv Russia:

• Chelyabinsk cog cov pa roj carbon thiab cov khoom siv sib xyaw;
• Balakovo Carbon Ntau Lawm;
• NPK Khimprominzhiniring;
• Saratov enterprise "Pib".

Khoom thiab daim ntawv thov

Cov roj carbon fiber tau siv los ua kom muaj zog ntxiv. Nws kuj tseem siv tau kom tau txais:

• ntaub ob-directional;
• designer ntaub;
• biaxial thiab quadroaxial cov ntaub so ntswg;
• non-woven npuag;
• daim kab xev unidirectional;
• prepregs;
• sab nrauv txhawb;
• fiber ntau;
• cov hlua.

Tam sim no qhov kev hloov pauv loj heev yog infrared sov hauv av . Hauv qhov no, cov khoom siv los hloov pauv rau cov hlau ib txwm muaj. Nws tuaj yeem tsim hluav taws xob ntau dua 3 zaug, ntxiv rau, kev siv hluav taws xob raug txo los ntawm 50%. Cov neeg nyiam ua qauv txheej txheem cov txheej txheem feem ntau siv cov raj uas tau txais los ntawm cov cua. Cov khoom no tseem xav tau los ntawm cov tuam txhab tsim tsheb thiab lwm yam khoom siv. Cov pa roj carbon feem ntau siv rau tes nres, piv txwv. Tsis tas li, raws cov ntaub ntawv no, tau txais:

• qhov chaw rau cov qauv dav hlau;
• ib-thooj hoods;
• tsheb kauj vab;
• ntu rau kho tsheb thiab maus taus.

Cov ntaub npog cov pa roj carbon yog 18% nruj dua li txhuas thiab 14% ntau dua li cov qauv hlau … Lub tes tsho raws li cov khoom siv no xav tau kom tau txais cov kav dej thiab cov hlab ntawm qhov sib txawv ntawm ntu ntu, cov khoom sib tw ntawm ntau yam khoom. Lawv kuj tseem siv rau kev tsim khoom thiab kho vaj tsev golf. Nws tseem tsim nyog taw qhia nws siv. hauv kev tsim cov rooj plaub tshwj xeeb rau cov xov tooj thiab lwm yam khoom siv . Cov khoom zoo li no feem ntau yog tus yam ntxwv zoo thiab muaj kev txhim kho kom zoo nkauj.

Raws li rau cov dispersed graphite-hom hmoov, nws xav tau:

• thaum tau txais cov txheej txheej hluav taws xob;
• thaum tso kua nplaum ntawm ntau hom;
• thaum txhawb cov pwm thiab qee qhov ntxiv.

Cov pa roj carbon fiber ntau zoo dua li cov tso quav tso rau hauv ntau txoj hauv kev. Kev sib xyaw ua ke no tau txais txiaj ntsig los ntawm ntau tus kws tshaj lij rau nws cov yas thiab lub zog ua haujlwm. Cov muaj pes tsawg leeg tsim nyog rau npog qhov tsis xws luag. Cov pa roj carbon lossis cov pas nrig muaj zog, hnyav thiab ntev ntev. Cov khoom siv no xav tau rau:

• dav hlau;
• kev lag luam foob pob hluav taws;
• tso cov khoom siv kis las.

Los ntawm pyrolysis ntawm carboxylic acid ntsev, ketones thiab aldehydes tuaj yeem tau txais. Cov cua sov zoo tshaj plaws ntawm cov roj carbon fiber tso cai rau nws siv rau hauv cov cua sov thiab cov cua sov. Xws li cua sov:

• kev lag luam;
• txhim khu kev qha;
• yog qhov txawv ntawm qhov ua tau zoo tshaj plaws;
• tsis txhob kis hluav taws xob phom sij;
• kuj compact;
• tsis siv neeg zoo kawg nkaus;
• ua haujlwm yam tsis muaj teeb meem tsis tsim nyog;
• tsis txhob kis suab nrov.

Carbon-carbon composites tau siv hauv kev tsim khoom ntawm:

• txhawb rau crucibles;
• qhov chaw sib dhos rau lub tshuab nqus tsev melting rauv;
• tubular qhov rau lawv.

Cov cheeb tsam ntxiv ntawm daim ntawv thov suav nrog:

• qhob hauv tsev;
• siv rau lub qhov dej ntawm lub cav;
• siv hauv kev tsim kho.

Cov neeg tsim khoom niaj hnub no tau siv cov khoom no ntev tsis yog rau sab nrauv ntxiv. Nws tseem xav tau ntxiv dag zog rau cov tsev pob zeb thiab cov pas dej da. Cov glued reinforcing txheej rov ua qhov zoo ntawm kev txhawb nqa thiab kab teeb hauv cov choj. Nws kuj tseem siv tau thaum tsim cov tso tsheb tso dej tso quav thiab thav duab ntuj tsim, cov khoom siv dag siv dag siv, thaum ua haujlwm nrog lub caisson thiab lub qhov txhab.

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