Характеристики, приложение и развитие на въглеродните влакна
1.Характеристики и свойства на въглеродните влакна
Материали от въглеродни влакна са черни, твърди, с висока якост, леко тегло и други нови материали с отлични механични свойства.Неговото специфично тегло е по-малко от 1/4 от стоманата.Якостта на опън на композитните материали от смола от въглеродни влакна обикновено е над 35000MPa, 7,9 пъти по-висока от тази на стоманата.Модулът на еластичност на опън е между 230000MPa и 430000MPa.Следователно специфичната якост на CFRP, тоест съотношението на якостта на материала към неговата плътност, е над 20000MPa/(g/cm3), но специфичната якост на стомана A3 е 590MPa/(g/cm3) Специфичната модулът на еластичност също е по-висок от този на стоманата.Колкото по-висока е специфичната якост на материала, толкова по-малко е собственото тегло на частта, толкова по-висок е специфичният модул на еластичност, толкова по-голяма е твърдостта на частта.В този смисъл е илюстрирана широката перспектива за приложение на въглеродните влакна в инженерството.Разглеждайки отличните свойства на много нововъзникващи композитни материали, като напр Полимерен композитен материал от стъклени влакна, композитни материали на основата на метал и композитни материали на основата на керамика, много експерти прогнозират, че композитните материали ще навлязат в ерата на широко разпространено приложение на материали от ерата на стоманата.
PAN въглеродни влакна и композитни материали от фибростъкло:
(1) Механични свойства, по-ниска плътност от метала, леко тегло;висок модул, висока твърдост, висока якост, висока якост на умора, отлична устойчивост на износване и смазваща способност;отлично намаляване на вибрациите;
(2) Малка устойчивост на топлина, стабилност, коефициент на топлинно разширение, добра стабилност на размерите, топлопроводимост;отлична устойчивост на топлина в инертен газ;
(3) Принадлежи към разнообразие от проводящи материали, притежаващи електрическа проводимост и свойства за екраниране на електромагнитни вълни, както и свойства за електрическа проводимост и екраниране на електромагнитни вълни.(4) Той е отличен в пропускливостта на рентгенови лъчи и може да бъде проектирана подходяща структура според целта.
През 2007 г. главният на ЯпонияДоставчик на въглеродни влакнаToray Co., Ltd. си сътрудничи с Nissan Motor и други компании за разработване на авангардни материали, използващи въглеродни влакна, които могат значително да намалят теглото на основните части на автомобила, като шасито.Новата технология намалява общото тегло на автомобила с 10% и подобрява разхода на гориво с 4% до 5%.Освен това устойчивостта на удар е 1,5 пъти по-голяма от тази на конвенционалната.Производителите планират да внедрят новата технология в търговски превозни средства след три години.Новата технология обещава да ускори преминаването към автомобилни суровини, ориентирани към стоманата, на фона на по-строгите разпоредби за сметките за гориво за намаляване на парниковите газове по света
2.Приложение на въглеродни влакна
Въглеродните влакна са общ термин за влакна с въглеродно съдържание над 90% и са кръстени на високото си въглеродно съдържание.Въглеродните влакна имат различни отлични свойства на елементарния въглерод, като малко специфично тегло, устойчивост на топлина, устойчивост на термичен шок, химическа устойчивост и проводимост и т.н. Той има заплитане на влакна и отлични механични свойства.По-специално, неговата специфична якост и специфичен модул на еластичност са високи и той може да издържи на висока температура от 2000 при условие за изолиране на кислород.Това е важна промишлена суровина от фибростъклои е подходящ за укрепване на композитни материали, аблационни материали и топлоизолационни материали.Това е нов материал, разработен в началото на 60-те години на миналия век и сега се превърна в незаменим нов материал в съвременното общество.
Сред продуктите за свободното време първото приложение на въглеродните влакна PAN е въдица.В момента световното годишно производство на въдици от въглеродни влакна е около 12 милиона, а използваното количество въглеродни влакна е около 1200 тона.Приложението на въглеродни влакна в голф стикове започва през 1972 г. В момента годишното производство на фибра де карбонголф клубовете в света са около 40 милиона бутилки, а количеството въглеродни влакна е еквивалентно на 2000 тона.Прилагането на тенис ракети започва през 1974 г. Сега светът е произвел около 4,5 милиона ракети от въглеродни влакна миналата година, а използването на въглеродни влакна изисква около 500 тона.Освен всичко друго, въглеродните влакна също се използват широко в ски, лодки за сняг, ски щеки, бейзболни бухалки, игри на пътя и морски спортове.
Признавайки лекотата, устойчивостта на умора, устойчивостта на корозия и други свойства на въглеродните влакна, те се използват широко в космическата индустрия.В областта на космическите полети високомодулни въглеродни влакна са използвани в изкуствени спътници поради тяхното леко тегло (твърдост) и топлопроводимост на стабилност на размерите.През последните години те се използват в комуникационни сателити като иридий.
Формовъчната смес се смесва главно в термопластичната смола под формата нанарязани нишки от стъклени влакна, което има ефект на укрепване, антистатично и екраниране на електромагнитни вълни и се използва широко в домакински уреди, офис оборудване, полупроводници и свързани области.
3. Състояние на производството на продукти от въглеродни влакна в моята страна
Производството и използването на въглеродни влакна в моята страна е все още в ранен етап.Производственият капацитет на вътрешните въглеродни влакна представлява само около 0,4% от общата продукция наплат с висока производителност от въглеродни влакнав света, а повече от 90% от вътрешното потребление зависи от вноса.Качеството на прекурсора на PAN винаги е било тясното място, ограничаващо широкомащабното производство на индустрията за въглеродни влакна в моята страна.Освен това, тъй като въглеродните влакна отдавна се считат за стратегически материал, развитите страни са затворени за външния свят.Ето защо експертите от индустрията вярват, че укрепването на фундаменталните изследвания е основата на иновациите и основният начин за развитие на местната индустрия за въглеродни влакна.
Моята страна започна да изучава въглеродни влакна от 60-те до 70-те години на миналия век, почти в крак със света.След повече от 30 години упорита работа японската компания Toray разработи продукти от въглеродни влакна, близки до нивото на T300, но продукцията и качеството не могат да отговорят на вътрешното търсене, което е далеч от чуждите страни.В сравнение с международното напреднало ниво, изключителните проблеми на местните въглеродни влакна са ниска якост на въглеродни влакна, лоша еднородност и стабилност, а нивото на развитие е почти 20 до 30 години зад това на напредналите страни, а производственият мащаб е малък, техническо оборудване е изостанал и ефективността на производството е лоша.
Понастоящем производственият капацитет на fibra de carbon pre в света е около 35 000 тона, а годишното търсене на китайския пазар е около 6 500 тона.Той е голям потребител на въглеродни влакна.Въпреки това производството на въглеродни влакна в Китай през 2007 г. беше само около 200 тона и главно продукти с ниска производителност.По-голямата част от индустрията разчита на внос, а цената е много висока.Например, на стандартния пазар T300 липсва техническа поддръжка с независими права върху интелектуалната собственост и местните предприятия все още не са усвоили пълната технология за сърцевина от въглеродни влакна.Качеството, технологията и мащабът на производство на въглеродни влакна в моята страна са много различни от тези в чужди страни.Сред тях високопроизводителната технология за въглеродни влакна е монополизирана и блокирана от Япония и западните страни.Следователно е необходим дълъг процес за реализиране на локализирането на въглеродни влакна.Поради липсата на пазар през последните години в Китай имаше „треска за въглеродни влакна“ и много научноизследователски институти и предприятия започнаха изследвания на въглеродни влакна и проекти за индустриализация на хиляди тона.
#Материали от въглеродни влакна#Полимерен композитен материал от стъклени влакна#Доставчик на въглеродни влакна#нарязани нишки от стъклени влакна#плат с висока производителност от въглеродни влакна
Време на публикуване: 27 октомври 2022 г