Carbon fiber, ua lauiloa o le tupu o mea fou i le 21st seneturi, o se penina susulu i meafaitino.Carbon fiber (CF) o se ituaiga o fibre inorganic ma sili atu i le 90% carbon anotusi.O alava fa'aletino (viscose based, pitch based, polyacrylonitrile based fibers, etc.) e pyrolyzed ma carbonized i le maualuga o le vevela e fausia ai le kaponi tua.
I le avea ai o se augatupulaga fou o le fiber faʻamalosia, o le carbon fiber e sili ona lelei masini ma vailaʻau.E le gata o loʻo i ai uiga faʻapitoa o mea kaponi, ae o loʻo i ai foi le vaivai ma le faʻaogaina o le fiber textile.O le mea lea, e faʻaaogaina lautele i le aerospace, meafaigaluega malosi, felauaiga, taʻaloga ma taimi paganoa
Mamafa mama: i le avea ai o se mea fou faʻataʻitaʻi ma le lelei o le faʻatinoga, o le mamafa o le fiva carbon e toetoe lava tutusa ma le magnesium ma le beryllium, e itiiti ifo i le 1 / 4 o le sila.O le faʻaaogaina o le fiber carbon composite e fai ma mea faʻapipiʻi e mafai ona faʻaititia le mamafa o le fausaga ile 30% - 40%.
Malosi maualuga ma maualuga modulus: o le malosi patino o le carbon fiber e 5 taimi maualuga atu nai lo le sila ma 4 taimi maualuga atu nai lo le alumini alumini;O le modulus faʻapitoa e 1.3-12.3 taimi o isi mea faʻavae.
Laititi fa'aopoopoga fa'aopoopo: o le fa'alauteleina o le vevela o le tele o alava carbon e le lelei i le vevela o le potu, 0 i le 200-400 ℃, ma na'o le 1.5 i lalo ifo o le 1000 ℃ × 10-6 / K, e le faigofie ona fa'alautele ma fa'aleagaina ona o le maualuga o galuega. vevela.
Lelei faʻamaʻi faʻamaʻi: carbon fiber e maualuga le carbon carbon content, ma o le carbon o se tasi lea o elemene kemisi sili ona mautu, e mafua ai ona mautu le faʻatinoga i le siosiomaga oona ma alkali, lea e mafai ona faia i ituaiga uma o vailaʻau anti-corrosion oloa.
Malosi le vaivai: o le fausaga o le alava carbon e mautu.E tusa ai ma fuainumera o fesoʻotaʻiga polymer, i le maeʻa ai o le faitau miliona o taamilosaga o suʻega vaivai vaivai, o le malosi faʻamauina o le tuufaatasiga o loʻo 60% pea, ae o le sila e 40%, alumini e 30%, ma le tioata faʻamalosia palasitika e na o le 20. % – 25%.
O le fa'apipi'i alava kaponi o le toe fa'amalosia o alava kaponi.E ui lava e mafai ona fa'aoga na'o le alava kaponi ma ta'alo se galuega fa'apitoa, ae ose mea ma'ale'ale pe a uma.E na'o le tu'ufa'atasia ma le matrix mea e fausia ai le carbon fiber composite e mafai ona sili atu le ta'aloga i ona mea fa'ainisinia ma amoina ai le tele o uta.
E mafai ona fa'avasegaina alava carbon e tusa ai ma itu eseese e pei o le ituaiga muamua, auala gaosiga ma le faatinoga
E tusa ai ma le ituaiga o mea muamua: polyacrylonitrile (Pan) faʻavae, pitch faʻavae (isotropic, mesophase);Viscose faavae (cellulose base, rayon base).Faatasi ai ma i latou, o le polyacrylonitrile (Pan) faʻavae carbon fiber o loʻo nofoia le tulaga masani, ma o lona gaosiga e sili atu i le 90% o le aofaʻi o le alava carbon, ae o le viscose faʻavae carbon fiber e itiiti ifo i le 1%.
E tusa ai ma tulaga gaosiga ma metotia: alava carbon (800-1600 ℃), graphite fiber (2000-3000 ℃), activated carbon fibre, ausa tuputupu aʻe carbon fiber.
E tusa ai ma mea faʻainisinia, e mafai ona vaevaeina i ituaiga lautele ma tulaga maualuga: o le malosi o le fiber carbon fiber lautele e tusa ma le 1000MPa, ma le modulus e tusa ma le 100GPa;E mafai ona vaevaeina ituaiga faʻatinoga maualuga i le malosi maualuga (malosi 2000mPa, modulus 250gpa) ma le faʻataʻitaʻiga maualuga (modulus 300gpa pe sili atu), lea o le malosi e sili atu i le 4000mpa e taʻua foi o le ultra-high strength type, ma le modulus sili atu nai lo le 450gpa ta'ua o le ultra-high model.
E tusa ai ma le tele o le tosoina, e mafai ona vaevaeina i le tow laititi ma le tow lapopoa: o le alava carbon tow laititi o le 1K, 3K ma le 6K i le amataga, ma faasolosolo malie atu i le 12K ma le 24K, lea e masani ona faʻaaogaina i le aerospace, taʻaloga. ma malae paganoa.O alava carbon i luga aʻe o le 48K e masani ona taʻua o alava carbon tow lapopoa, e aofia ai 48K, 60K, 80K, ma isi, lea e masani ona faʻaaogaina i fale gaosi oloa.
O le malosi o le ta'avale ma le modulus tensile o ni fa'asino autu ia e lua e iloilo ai meatotino o le alava carbon.Faʻavae i luga o lenei mea, na faʻasalalau ai e Saina le tulaga faʻale-malo mo le PAN faʻavae carbon fiber (GB / t26752-2011) i le 2011. I le taimi lava e tasi, ona o le taʻutaʻua aʻoaʻoga a Toray i le lalolagi, o le tele o tagata gaosiga i totonu o le atunuʻu e faʻaaogaina foi le tulaga faʻavasegaina o Toray. e fai ma faasinomaga.
1.2 pa puipui maualuga e aumaia ai le tau faaopoopo maualuga.Faʻaleleia le faʻagasologa ma le iloa o le tele o gaosiga e mafai ona faʻaitiitia ai le tau ma faʻateleina le lelei
1.2.1 o le papupuni faʻapitoa o le alamanuia e maualuga, o le gaosiga muamua o le autu, ma o le carbonization ma oxidation o le ki.
O le gaosiga o le gaosiga o le carbon fiber e faigata, lea e manaʻomia ai meafaigaluega maualuga ma tekinolosi.O le pulea o le saʻo, vevela ma le taimi o soʻotaga taʻitasi o le a matua aʻafia ai le lelei o le oloa mulimuli.Polyacrylonitrile carbon fiber ua avea ma sili ona faʻaaogaina ma sili ona maualuga le gaosiga o le carbon fiber i le taimi nei ona o lona faʻagasologa faigofie o sauniuniga, taugofie le gaosiga ma le faʻaogaina lelei o otaota e tolu.O le propane mata'itū autu e mafai ona faia mai le suau'u mama, ma le PAN carbon fiber filifili alamanuia e aofia ai se faagasologa atoa gaosiga mai le malosi muamua i le faʻaaogaina faʻamau.
Ina ua uma ona saunia le propane mai le suauu mama, na maua le propylene e ala i le filifilia o le catalytic dehydrogenation (PDH) o le propane;
Acrylonitrile na maua e ala i le ammoxidation o propylene.Polyacrylonitrile (Pan) precursor na maua e ala i polymerization ma vili acrylonitrile;
Polyacrylonitrile ua muai oxidized, carbonized i le maualalo ma le vevela maualuga e maua ai le alava carbon, lea e mafai ona faia i le carbon fiber ie ma carbon fiber prepreg mo le gaosiga o composites fibre carbon;
Ua tu'ufa'atasia le alava kaponi ma resini, sima ma isi mea e fa'atupu ai fa'atasiga alava kaponi.Ma le mea mulimuli, o oloa fa'ai'u mo fa'aoga i lalo e maua mai i faiga fa'ailoga eseese;
O le tulaga lelei ma le faatinoga o le mea muamua e fuafua tonu ai le faatinoga mulimuli o le alava carbon.O le mea lea, o le fa'aleleia atili o le lelei o le fofo viliina ma le fa'amalieina o mea taua o le fa'atupuina muamua e avea ma mea taua o le sauniaina o le fiber carbon sili ona lelei.
E tusa ai ma le "Suʻesuʻega i le gaosiga o le gaosiga o le polyacrylonitrile faʻavae carbon fiber precursor", faʻasologa o le faagasologa e aofia ai vaega e tolu: vili susu, milo mago ma milo susu mago.I le taimi nei, vili susu ma mago susu milo e masani ona faʻaaogaina e gaosia ai le polyacrylonitrile precursor i le fale ma fafo, lea e sili ona faʻaaogaina le vili susu.
Milo susu muamua extrudes le fofo vili mai le pu spinneret, ma o le fofo vili e ulu atu i le coagulation taele i foliga o le tafe laiti.O le masini viliina o le polyacrylonitrile vili vaifofo o loʻo i ai se va tele i le va o le faʻatonuga o le DMSO i le fofo vili ma le taele, ma o loʻo i ai foi se va tele i le va o le faʻaogaina o le vai i le taele ma le polyacrylonitrile solution.I lalo o le fegalegaleai o le eseesega concentration e lua o loʻo i luga, o le vai e amata ona faʻasalalau i itu e lua, ma mulimuli ane faʻapipiʻi i filaments e ala i le tele o felauaiga, faʻafefe vevela, faʻasologa o le paleni ma isi faiga.
I le gaosiga o le mea muamua, o le aofaʻi o totoe o le DMSO, fiber tele, malosi monofilament, modulus, faʻalauteleina, suauʻu suauʻu ma vai faʻafefeteina e avea ma mea taua e aʻafia ai le lelei o le mea muamua.I le avea o se fa'ata'ita'iga o le aofa'i o totoe o le DMSO, e iai sona fa'aa'afiaga i mea fa'aalia o le mea muamua, tulaga fa'alava ma le tau o le CV o le oloa fa'ai'u.Ole maualalo ole aofaʻi ole DMSO, ole maualuga ole faʻatinoga o le oloa.I le gaosiga, o le DMSO e masani lava ona aveese e ala i le fufuluina, o le auala lea e pulea ai le vevela o le fufuluina, taimi, le aofaʻi o vai faʻafefe ma le aofaʻi o le taʻamilosaga fufulu e avea ma se fesoʻotaʻiga taua.
Ole maualuga ole polyacrylonitrile precursor e tatau ona i ai uiga nei: maualuga maualuga, maualuga tioata, malosi talafeagai, vaega faʻasolosolo liʻo, faʻaitiitia faʻaletonu o le tino, lamolemole luga ma toniga ma mafiafia paʻu fausaga autu.
O le pulea o le vevela o le carbonization ma le oxidation o le ki.Carbonization ma oxidation o se laasaga taua i le gaosiga o oloa mulimuli fiber carbon mai le muamua.I lenei laʻasaga, o le saʻo ma le tele o le vevela e tatau ona faʻatonutonu saʻo, a le o lea, o le malosi faʻamalosi o oloa fiber carbon o le a matua aʻafia, ma e oʻo lava i le gau o le uaea.
Preoxidation (200-300 ℃): i le faagasologa o le preoxidation, o le PAN precursor e faʻagesegese ma faʻafefeteina e ala i le faʻaaogaina o se faʻalavelave faʻapitoa i le siosiomaga faʻamaʻi, fausia ai se numera tele o fausaga mama i luga o le faavae o le filifili saʻo, ina ia mafai ai. 'ausia le fa'amoemoega o le fa'asagatauina o le maualuga o le vevela.
Carbonization (maualuga le vevela e le maualalo ifo i le 1000 ℃): carbonization faagasologa e tatau ona faia i inert atemosifia.I le amataga o le carbonization, ua motu le filifili pan ma amata ai le tali crosslinking;Faatasi ai ma le siʻitia o le vevela, o le faʻafefe o le vevela e amata ona tuʻuina atu se numera tele o kasa mole laiti, ma amata ona fausia le fausaga o le graphite;Ina ua fa'atupula'ia atili le vevela, na vave ona fa'atupula'ia le kaponi ma amata ai loa ona fai le alava kaponi.
Graphitization (togafitiga vevela i luga aʻe o le 2000 ℃): graphitization e le o se faiga talafeagai mo le gaosiga o fibre carbon, ae o se faiga e filifili ai.Afai e mana'omia le fa'aogaina o le alava kaponi maualuga, e mana'omia le graphitization;Afai e fa'amoemoeina le malosi maualuga o le alava kaponi, e le mana'omia le graphitization.I le faagasologa o le graphitization, o le maualuga o le vevela e faia ai le fiber e fausia ai se fausaga mata graphite, ma o le fausaga ua tuufaatasia e ala i le tusi e maua ai le oloa mulimuli.
O pa puipui fa'atekinisi maualuga e maua ai oloa i lalo ma le tau fa'aopoopo maualuga, ma o le tau o mea fa'apipi'i va'alele e 200 taimi maualuga atu nai lo le siliki mata.Ona o le maualuga o le faigata o le sauniuniga a le carbon fiber ma le lavelave o le faagasologa, o le tele o le pito i lalo o oloa, o le maualuga lea o le tau faaopoopo.Aemaise lava mo le maualuga o le carbon fiber composite o loʻo faʻaaogaina i le aerospace, ona o tagata faʻatau i lalo o loʻo i ai manaoga faʻapitoa i lona faʻamaoni ma le mautu, o le tau o oloa e faʻaalia ai foi le tuputupu aʻe faʻasolosolo faʻatusatusa i le fiber carbon masani.
Taimi meli: Iul-22-2021