Mga katangian, aplikasyon at pagbuo ng carbon fiber

Mga katangian, aplikasyon at pagbuo ng carbon fiber

1.Mga katangian at katangian ng carbon fiber

 Mga materyales sa carbon fiber ay itim, matigas, mataas na lakas, magaan ang timbang at iba pang mga bagong materyales na may mahusay na mga katangian ng makina.Ang tiyak na gravity nito ay mas mababa sa 1/4 ng bakal.Ang tensile strength ng carbon fiber resin composite materials ay karaniwang nasa itaas ng 35000MPa, 7.9 beses kaysa sa bakal.Ang tensile modulus ng elasticity ay nasa pagitan ng 230000MPa at 430000MPa.Samakatuwid, ang tiyak na lakas ng CFRP, iyon ay, ang ratio ng lakas ng materyal sa density nito, ay higit sa 20000MPa/(g/cm3), ngunit ang tiyak na lakas ng A3 steel ay 590MPa/(g/cm3) Ang tiyak ang elastic modulus ay mas mataas din kaysa sa bakal.Kung mas mataas ang tiyak na lakas ng materyal, mas maliit ang self-weight ng bahagi, mas mataas ang tiyak na elastic modulus, mas malaki ang tigas ng bahagi.Sa ganitong kahulugan, ang malawak na pag-asam ng paggamit ng carbon fiber sa engineering ay inilalarawan.Ang pagtingin sa mga mahuhusay na katangian ng maraming umuusbong na mga composite na materyales, tulad ng Polymer composite glass fiber material, metal-based composite materials, at ceramic-based composite materials, hinuhulaan ng maraming eksperto na ang mga composite na materyales ay papasok sa panahon ng malawakang aplikasyon ng materyal mula sa edad ng bakal.

PAN carbon fiber at fiberglass composite na materyales:

(1) Mga mekanikal na katangian, mas mababa ang density kaysa sa metal, magaan ang timbang;mataas na modulus, mataas na tigas, mataas na lakas, mataas na lakas ng pagkapagod, mahusay na wear resistance at lubricity;mahusay na vibration attenuation;

(2) Maliit na paglaban sa init, katatagan, koepisyent ng pagpapalawak ng thermal, magandang dimensional na katatagan, thermal conductivity;mahusay na paglaban sa init sa inert gas;

(3) Ito ay kabilang sa iba't ibang conductive na materyales na mayroong electrical conductivity at electromagnetic wave shielding properties, at electrical conductivity at electromagnetic wave shielding properties.(4) Ito ay mahusay sa X-ray transmittance, at isang naaangkop na istraktura ay maaaring idisenyo ayon sa layunin.

Noong 2007, ang pangunahing ng JapanTagatustos ng carbon fiberNakipagtulungan ang Toray Co., Ltd. sa Nissan Motor at iba pang mga kumpanya upang bumuo ng mga cutting-edge na materyales gamit ang carbon fiber, na lubos na makakabawas sa bigat ng mga pangunahing bahagi ng kotse, tulad ng chassis.Binabawasan ng bagong teknolohiya ang kabuuang bigat ng kotse ng 10% at pinapabuti ang pagkonsumo ng gasolina ng 4% hanggang 5%.Bilang karagdagan, ang paglaban sa epekto ay 1.5 beses kaysa sa karaniwan.Plano ng mga tagagawa na dalhin ang bagong teknolohiya sa mga komersyal na sasakyan sa loob ng tatlong taon.Nangangako ang bagong teknolohiya na pabilisin ang paglipat ng steel-centric na automotive raw na materyales laban sa backdrop ng mas mahihigpit na regulasyon sa singil sa gasolina upang mabawasan ang mga greenhouse gas sa buong mundo

2.Paglalapat ng carbon fiber

  Ang carbon fiber ay isang pangkalahatang termino para sa mga fiber na may carbon content na higit sa 90%, at pinangalanan para sa mataas na carbon content nito.Ang carbon fiber ay may iba't ibang mahusay na katangian ng elemental na carbon, tulad ng maliit na tiyak na gravity, heat resistance, thermal shock resistance, chemical resistance at conductivity, atbp. Ito ay may fiber entanglement at mahusay na mekanikal na katangian.Sa partikular, ang tiyak na lakas at tiyak na elastic modulus nito ay mataas, at maaari itong makatiis ng mataas na temperatura ng 2000 sa ilalim ng kondisyon ng paghihiwalay ng oxygen.Ito ay isang mahalagang pang-industriyang fiberglass na hilaw na materyalat angkop para sa pagpapalakas ng mga composite na materyales, ablation materials, at heat insulation material.Ito ay isang bagong materyal na binuo noong unang bahagi ng 1960s at ngayon ay naging isang kailangang-kailangan na bagong materyal sa modernong lipunan.

Kabilang sa mga produkto sa paglilibang, ang unang aplikasyon ng PAN carbon fiber ay ang fishing rod.Sa kasalukuyan, ang taunang output ng mundo ng carbon fiber fishing rods ay humigit-kumulang 12 milyon, at ang dami ng carbon fiber na ginamit ay humigit-kumulang 1,200 tonelada.Ang paggamit ng carbon fiber sa mga golf club ay nagsimula noong 1972. Sa kasalukuyan, ang taunang output ng fibra de carbonang mga golf club sa mundo ay humigit-kumulang 40 milyong bote, at ang halaga ng carbon fiber ay katumbas ng 2,000 tonelada.Ang paggamit ng mga raket ng tennis ay nagsimula noong 1974. Ngayon, ang mundo ay gumawa ng humigit-kumulang 4.5 milyong carbon fiber racket noong nakaraang taon, at ang paggamit ng carbon fiber ay nangangailangan ng humigit-kumulang 500 tonelada.Sa iba pang mga bagay, malawakang ginagamit din ang carbon fiber sa mga ski, snow boat, ski stick, baseball bat, road games, at marine sports.

Kinikilala ang magaan, paglaban sa pagkapagod, paglaban sa kaagnasan at iba pang mga katangian ng carbon fiber, malawak itong ginagamit sa industriya ng aerospace.Sa larangan ng paglipad sa kalawakan, ang mga high-modulus na carbon fiber ay ginamit sa mga artipisyal na satellite dahil sa kanilang magaan na timbang (katigasan) at thermal conductivity ng dimensional na katatagan.Sa mga nagdaang taon, ginamit ang mga ito sa mga satellite ng komunikasyon tulad ng iridium.

Ang molding compound ay pangunahing pinaghalo sa thermoplastic resin sa anyo ngglass fiber tinadtad strands, na may epekto ng pagpapalakas, anti-static at electromagnetic wave shielding, at malawakang ginagamit sa mga gamit sa bahay, kagamitan sa opisina, semiconductors at mga kaugnay na larangan.

3. Katayuan ng produksyon ng mga produktong carbon fiber sa aking bansa

  Ang paggawa at paggamit ng carbon fiber sa aking bansa ay nasa maagang yugto pa rin.Ang kapasidad ng produksyon ng domestic carbon fiber ay humigit-kumulang 0.4% lamang ng kabuuang output ngmataas na pagganap ng carbon fiber na telasa mundo, at higit sa 90% ng domestic consumption ay nakasalalay sa pag-import.Ang kalidad ng PAN precursor ay palaging ang bottleneck na naghihigpit sa malakihang produksyon ng industriya ng carbon fiber sa aking bansa.Bilang karagdagan, dahil ang carbon fiber ay matagal nang itinuturing na isang estratehikong materyal, ang mga binuo na bansa ay sarado sa labas ng mundo.Samakatuwid, naniniwala ang mga eksperto sa industriya na ang pagpapalakas ng pangunahing pananaliksik ay ang pundasyon ng pagbabago at ang pangunahing paraan upang mapaunlad ang industriya ng domestic carbon fiber.

Ang aking bansa ay nagsimulang mag-aral ng carbon fiber mula 1960s hanggang 1970s, halos nakikisabay sa mundo.Matapos ang higit sa 30 taon ng pagsusumikap, ang Toray Company ng Japan ay nakabuo ng mga produktong carbon fiber na malapit sa antas ng T300, ngunit ang output at kalidad ay hindi nakakatugon sa domestic demand, na malayo sa mga dayuhang bansa.Kung ikukumpara sa internasyonal na advanced na antas, ang mga natitirang problema ng domestic carbon fiber ay mababang lakas ng carbon fiber, mahinang pagkakapareho at katatagan, at ang antas ng pag-unlad ay halos 20 hanggang 30 taon sa likod ng mga advanced na bansa, at ang sukat ng produksyon ay maliit, teknikal na kagamitan. ay atrasado, at ang kahusayan sa produksyon ay mahina.

Sa kasalukuyan, ang kapasidad ng produksyon ng fibra de carbon pret sa mundo ay humigit-kumulang 35,000 tonelada, at ang taunang pangangailangan sa merkado ng Tsino ay humigit-kumulang 6,500 tonelada.Ito ay isang malaking mamimili ng carbon fiber.Gayunpaman, ang carbon fiber output ng China noong 2007 ay halos 200 tonelada lamang, at higit sa lahat ay mga produktong mababa ang pagganap.Karamihan sa industriya ay umaasa sa pag-import, at ang presyo ay napakamahal.Halimbawa, ang karaniwang merkado ng T300 ay kulang sa teknikal na suporta na may independiyenteng mga karapatan sa intelektwal na ari-arian, at ang mga domestic na negosyo ay hindi pa nakakabisado ang kumpletong carbon fiber core na teknolohiya.Ang kalidad, teknolohiya at sukat ng produksyon ng carbon fiber sa aking bansa ay ibang-iba sa mga nasa ibang bansa.Kabilang sa mga ito, ang mataas na pagganap na teknolohiya ng carbon fiber ay monopolyo at hinaharangan ng Japan at mga bansa sa Kanluran.Samakatuwid, nangangailangan ng mahabang proseso upang mapagtanto ang lokalisasyon ng carbon fiber.Dahil sa kakulangan ng merkado, nagkaroon ng "carbon fiber fever" sa China nitong mga nakaraang taon, at maraming mga siyentipikong instituto at negosyo ang nagsimula ng pagsasaliksik ng carbon fiber at mga libo-libong toneladang proyekto sa industriyalisasyon.

#Mga materyales sa carbon fiber#Polymer composite glass fiber material#Tagatustos ng carbon fiber#glass fiber tinadtad strands#mataas na pagganap ng carbon fiber na tela