Hiilikuidun ominaisuudet, sovellus ja kehitys
1.Hiilikuidun ominaisuudet ja ominaisuudet
Hiilikuitumateriaalit ovat mustia, kovia, lujia, kevyitä ja muita uusia materiaaleja, joilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet.Sen ominaispaino on alle 1/4 teräksestä.Hiilikuituhartsikomposiittimateriaalien vetolujuus on yleensä yli 35000 MPa, 7,9 kertaa teräksen.Vetokimmomoduuli on välillä 230 000 MPa - 430 000 MPa.Siksi CFRP:n ominaislujuus eli materiaalin lujuuden suhde sen tiheyteen on yli 20000MPa/(g/cm3), mutta A3-teräksen ominaislujuus on 590MPa/(g/cm3). kimmokerroin on myös suurempi kuin teräksen.Mitä suurempi materiaalin ominaislujuus, sitä pienempi osan omapaino, mitä suurempi ominaiskimmokerroin, sitä suurempi on osan jäykkyys.Tässä mielessä havainnollistetaan hiilikuidun laajat sovellusmahdollisuudet tekniikassa.Tarkasteltaessa monien uusien komposiittimateriaalien erinomaisia ominaisuuksia, kuten Polymeerikomposiitti lasikuitumateriaali, metallipohjaiset komposiittimateriaalit ja keramiikkapohjaiset komposiittimateriaalit, monet asiantuntijat ennustavat komposiittimateriaalien siirtyvän laajan materiaalisovelluksen aikakauteen teräksen iästä lähtien.
PAN-hiilikuitu- ja lasikuitukomposiittimateriaalit:
(1) Mekaaniset ominaisuudet, pienempi tiheys kuin metalli, kevyt;korkea moduuli, korkea jäykkyys, korkea lujuus, korkea väsymislujuus, erinomainen kulutuskestävyys ja voitelukyky;erinomainen tärinänvaimennus;
(2) Pieni lämmönkestävyys, stabiilisuus, lämpölaajenemiskerroin, hyvä mittastabiilius, lämmönjohtavuus;erinomainen lämmönkestävyys inertissä kaasussa;
(3) Se kuuluu useisiin johtaviin materiaaleihin, joilla on sähkönjohtavuutta ja sähkömagneettista aaltoa suojaavia ominaisuuksia sekä sähkönjohtavuutta ja sähkömagneettisia aaltoja suojaavia ominaisuuksia.(4) Se on erinomainen röntgensäteen läpäisyssä, ja tarkoituksenmukainen rakenne voidaan suunnitella tarkoituksen mukaan.
Vuonna 2007 Japanin tärkeinHiilikuitutoimittajaToray Co., Ltd. teki yhteistyötä Nissan Motorin ja muiden yritysten kanssa kehittääkseen huippuluokan materiaaleja hiilikuitua käyttäen, mikä voi merkittävästi vähentää auton pääosien, kuten alustan, painoa.Uusi teknologia vähentää auton kokonaispainoa 10 % ja parantaa polttoaineen kulutusta 4 % - 5 %.Lisäksi iskunkestävyys on 1,5 kertaa tavanomaiseen verrattuna.Valmistajat suunnittelevat tuovansa uuden teknologian hyötyajoneuvoihin kolmen vuoden kuluttua.Uusi teknologia lupaa nopeuttaa siirtymistä teräskeskeisiin autoteollisuuden raaka-aineisiin tiukentuvien polttoainelaskusäännösten taustalla kasvihuonekaasujen vähentämiseksi ympäri maailmaa
2.Hiilikuidun käyttö
Hiilikuitu on yleinen termi kuiduille, joiden hiilipitoisuus on yli 90 %, ja se on nimetty korkeasta hiilipitoisuudestaan.Hiilikuidulla on erilaisia alkuainehiilen erinomaisia ominaisuuksia, kuten pieni ominaispaino, lämmönkestävyys, lämpöiskun kestävyys, kemiallinen kestävyys ja johtavuus jne. Sillä on kuitujen takertumista ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet.Erityisesti sen ominaislujuus ja ominaiskimmomoduuli ovat korkeat, ja se kestää korkeita 2000 lämpötilaa hapen eristysolosuhteissa.Se on tärkeä teollisuuden lasikuituraaka-aineja soveltuu komposiittimateriaalien, ablaatiomateriaalien ja lämmöneristysmateriaalien vahvistamiseen.Tämä on uusi materiaali, joka kehitettiin 1960-luvun alussa ja siitä on nyt tullut korvaamaton uusi materiaali nyky-yhteiskunnassa.
Vapaa-ajan tuotteista PAN-hiilikuidun ensimmäinen käyttökohde on onki.Tällä hetkellä maailman vuosituotanto hiilikuituvapoja on noin 12 miljoonaa ja hiilikuitua käytetään noin 1 200 tonnia.Hiilikuidun käyttö golfmailoissa alkoi vuonna 1972. Tällä hetkellä hiilikuitujen vuotuinen tuotantoGolfmailoja maailmassa on noin 40 miljoonaa pulloa, ja hiilikuitujen määrä vastaa 2000 tonnia.Tennismailojen käyttö aloitettiin vuonna 1974. Nyt maailmassa valmistettiin viime vuonna noin 4,5 miljoonaa hiilikuitumailaa ja hiilikuitujen käyttö vaatii noin 500 tonnia.Hiilikuitua käytetään laajalti muun muassa suksissa, lumiveneissä, suksimailoissa, pesäpallomailoissa, maantiepeleissä ja meriurheilussa.
Hiilikuidun kevyen painon, väsymiskestävyyden, korroosionkestävyyden ja muiden ominaisuuksien tunnistamisen vuoksi sitä käytetään laajalti ilmailuteollisuudessa.Avaruuslentojen alalla korkeamoduulisia hiilikuituja on käytetty keinotekoisissa satelliiteissa niiden keveyden (jäykkyyden) ja mittastabiilisuuden lämmönjohtavuuden vuoksi.Viime vuosina niitä on käytetty viestintäsatelliiteissa, kuten iridiumissa.
Muovausmassa sekoitetaan pääasiassa termoplastiseen hartsiin muodossalasikuitua leikatut säikeet, jolla on vahvistava, antistaattinen ja sähkömagneettinen aaltosuojausvaikutus, ja sitä käytetään laajalti kodinkoneissa, toimistolaitteissa, puolijohteissa ja niihin liittyvissä aloissa.
3. Hiilikuitutuotteiden tuotantotila maassani
Hiilikuidun tuotanto ja käyttö maassani on vielä alkuvaiheessa.Kotimaisen hiilikuidun tuotantokapasiteetti on vain noin 0,4 % kokonaistuotannostakorkealaatuinen hiilikuitukangasmaailmassa, ja yli 90 % kotimaisesta kulutuksesta riippuu tuonnista.PAN-prekursorin laatu on aina ollut pullonkaula, joka rajoittaa hiilikuituteollisuuden laajamittaista tuotantoa maassani.Lisäksi, koska hiilikuitua on pitkään pidetty strategisena materiaalina, kehittyneet maat ovat olleet suljettuina ulkomaailmalta.Siksi alan asiantuntijat uskovat, että perustutkimuksen vahvistaminen on innovaation perusta ja perustava tapa kehittää kotimaista hiilikuituteollisuutta.
Kotimaani alkoi tutkia hiilikuitua 1960-luvulta 1970-luvulle melkein maailman tahdissa.Yli 30 vuoden kovan työn jälkeen japanilainen Toray Company on kehittänyt hiilikuitutuotteita lähellä T300-tasoa, mutta tuotanto ja laatu eivät pysty vastaamaan kotimaiseen kysyntään, joka on kaukana ulkomailta.Kansainväliseen edistyneeseen tasoon verrattuna kotimaisen hiilikuidun merkittäviä ongelmia ovat alhainen hiilikuituvahvuus, huono yhtenäisyys ja vakaus, ja kehitystaso on lähes 20-30 vuotta kehittyneiden maiden kehitystasoa jäljessä, ja tuotantoaste on pieni, tekniset laitteet on taaksepäin ja tuotannon tehokkuus on heikko.
Tällä hetkellä maailman fibra de carbon pret -tuotantokapasiteetti on noin 35 000 tonnia ja vuotuinen kysyntä Kiinan markkinoilla on noin 6 500 tonnia.Se on suuri hiilikuitukuluttaja.Kiinan hiilikuitutuotanto vuonna 2007 oli kuitenkin vain noin 200 tonnia ja pääasiassa heikkolaatuisia tuotteita.Suurin osa teollisuudesta on riippuvainen tuonnista, ja hinta on erittäin kallis.Esimerkiksi standardinmukaisilta T300-markkinoilta puuttuu tekninen tuki itsenäisillä immateriaalioikeuksilla, eivätkä kotimaiset yritykset ole vielä hallineet koko hiilikuituydintekniikkaa.Hiilikuidun laatu, teknologia ja tuotantoasteikko ovat kotimaassani hyvin erilaisia kuin ulkomailla.Niistä korkean suorituskyvyn hiilikuituteknologia on monopolisoitu ja estetty Japanissa ja länsimaissa.Siksi hiilikuidun lokalisoinnin toteuttaminen vie pitkän prosessin.Markkinoiden puutteen vuoksi Kiinassa on ollut viime vuosina "hiilikuitukuume", ja monet tieteelliset tutkimuslaitokset ja yritykset ovat aloittaneet hiilikuitututkimuksen ja tuhannen tonnin teollistumishankkeita.
#Hiilikuitumateriaalit#Polymeerikomposiitti lasikuitumateriaali#Hiilikuitutoimittaja#lasikuitua leikatut säikeet#korkealaatuinen hiilikuitukangas
Postitusaika: 27.10.2022