Karakteristikker, anvendelse og utvikling av karbonfiber
1.Karakteristikker og egenskaper til karbonfiber
Karbonfibermaterialer er sorte, harde, høy styrke, lett vekt og andre nye materialer med utmerkede mekaniske egenskaper.Dens egenvekt er mindre enn 1/4 av stål.Strekkstyrken til komposittmaterialer av karbonfiberharpiks er vanligvis over 35000 MPa, 7,9 ganger stålets.Strekkelastisitetsmodulen er mellom 230 000 MPa og 430 000 MPa.Derfor er den spesifikke styrken til CFRP, det vil si forholdet mellom styrken til materialet og dets tetthet, over 20000MPa/(g/cm3), men den spesifikke styrken til A3-stål er 590MPa/(g/cm3). elastisitetsmodulen er også høyere enn for stål.Jo høyere den spesifikke styrken til materialet er, jo mindre er egenvekten til delen, jo høyere den spesifikke elastisitetsmodulen er, desto større er delens stivhet.I denne forstand er det brede bruksutsiktene for karbonfiber i ingeniørfag illustrert.Ser vi på de utmerkede egenskapene til mange nye komposittmaterialer, som f.eks Polymer kompositt glassfibermateriale, metallbaserte komposittmaterialer og keramikkbaserte komposittmaterialer, spår mange eksperter at komposittmaterialer vil gå inn i æraen med utbredt materialanvendelse fra stålalderen.
PAN karbonfiber og glassfiber komposittmaterialer:
(1) Mekaniske egenskaper, lavere tetthet enn metall, lett vekt;høy modul, høy stivhet, høy styrke, høy utmattelsesstyrke, utmerket slitestyrke og smøreevne;utmerket vibrasjonsdemping;
(2) Liten varmebestandighet, stabilitet, termisk ekspansjonskoeffisient, god dimensjonsstabilitet, termisk ledningsevne;utmerket varmebestandighet i inert gass;
(3) Det tilhører en rekke ledende materialer som har elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske bølgeskjermingsegenskaper, og elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske bølgeskjermingsegenskaper.(4) Den er utmerket i røntgentransmittans, og en passende struktur kan utformes i henhold til formålet.
I 2007, Japans viktigsteLeverandør av karbonfiberToray Co., Ltd. samarbeidet med Nissan Motor og andre selskaper for å utvikle banebrytende materialer ved bruk av karbonfiber, noe som i stor grad kan redusere vekten av hoveddelene av bilen, for eksempel chassiset.Den nye teknologien reduserer bilens totalvekt med 10 % og forbedrer drivstofforbruket med 4 % til 5 %.I tillegg er slagfastheten 1,5 ganger større enn den konvensjonelle.Produsentene planlegger å bringe den nye teknologien til nyttekjøretøyer om tre år.Den nye teknologien lover å fremskynde overgangen av stålsentriske bilråvarer på bakgrunn av tøffere drivstoffregningsreguleringer for å redusere klimagasser rundt om i verden
2.Påføring av karbonfiber
Karbonfiber er en generell betegnelse på fibre med et karboninnhold på mer enn 90 %, og er oppkalt etter sitt høye karboninnhold.Karbonfiber har forskjellige utmerkede egenskaper til elementært karbon, som liten egenvekt, varmebestandighet, termisk støtmotstand, kjemisk motstand og ledningsevne, etc. Den har fibersammenfiltring og utmerkede mekaniske egenskaper.Spesielt dens spesifikke styrke og spesifikke elastisitetsmodul er høy, og den tåler en høy temperatur på 2000 under betingelse av å isolere oksygen.Det er et viktig industrielt glassfiberråmaterialeog er egnet for å styrke komposittmaterialer, ablasjonsmaterialer og varmeisolasjonsmaterialer.Dette er et nytt materiale utviklet på begynnelsen av 1960-tallet og har nå blitt et uunnværlig nytt materiale i det moderne samfunnet.
Blant fritidsprodukter er fiskestanga den første bruken av PAN-karbonfiber.For tiden er verdens årlige produksjon av fiskestenger i karbonfiber omtrent 12 millioner, og mengden karbonfiber som brukes er omtrent 1200 tonn.Bruken av karbonfiber i golfkøller begynte i 1972. For tiden er den årlige produksjonen av fibra de carbongolfkøller i verden er på rundt 40 millioner flasker, og mengden karbonfiber tilsvarer 2000 tonn.Bruken av tennisracketer startet i 1974. Nå produserte verden rundt 4,5 millioner karbonfiberracketer i fjor, og bruken av karbonfiber krever omtrent 500 tonn.Blant annet er karbonfiber også mye brukt i ski, snøbåter, skistaver, baseballballtre, landeveisspill og marinesport.
Ved å anerkjenne karbonfiberens lette vekt, tretthetsmotstand, korrosjonsbestandighet og andre egenskaper, er den mye brukt i romfartsindustrien.Innen romflukt har karbonfibre med høy modul blitt brukt i kunstige satellitter på grunn av deres lette vekt (stivhet) og varmeledningsevne av dimensjonsstabilitet.De siste årene har de blitt brukt i kommunikasjonssatellitter som iridium.
Støpemassen blandes hovedsakelig inn i den termoplastiske harpiksen i form avglassfiberhakkede tråder, som har effekten av å styrke, antistatisk og elektromagnetisk bølgeskjerming, og er mye brukt i husholdningsapparater, kontorutstyr, halvledere og relaterte felt.
3. Produksjonsstatus for karbonfiberprodukter i mitt land
Produksjonen og bruken av karbonfiber i mitt land er fortsatt i en tidlig fase.Produksjonskapasiteten til innenlandsk karbonfiber utgjør bare rundt 0,4% av den totale produksjonen avhøyytelses karbonfiberduki verden, og mer enn 90 % av det innenlandske forbruket er avhengig av import.Kvaliteten på PAN-forløperen har alltid vært flaskehalsen som begrenser storskalaproduksjonen av karbonfiberindustrien i mitt land.I tillegg, fordi karbonfiber lenge har vært ansett som et strategisk materiale, har utviklede land vært stengt for omverdenen.Derfor mener bransjeeksperter at styrking av grunnforskning er grunnlaget for innovasjon og den grunnleggende måten å utvikle den innenlandske karbonfiberindustrien på.
Landet mitt begynte å studere karbonfiber fra 1960- til 1970-tallet, og holdt nesten tritt med verden.Etter mer enn 30 år med hardt arbeid har Japans Toray Company utviklet karbonfiberprodukter nær T300-nivået, men produksjonen og kvaliteten kan ikke møte innenlandsk etterspørsel, som er langt fra utlandet.Sammenlignet med det internasjonale avanserte nivået er de utestående problemene med innenlandsk karbonfiber lav karbonfiberstyrke, dårlig ensartethet og stabilitet, og utviklingsnivået er nesten 20 til 30 år bak avanserte land, og produksjonsskalaen er liten, teknisk utstyr er bakover, og produksjonseffektiviteten er dårlig.
For tiden er verdens produksjonskapasitet for karbonfiber rundt 35.000 tonn, og den årlige etterspørselen i det kinesiske markedet er rundt 6.500 tonn.Det er en stor forbruker av karbonfiber.Imidlertid var Kinas karbonfiberproduksjon i 2007 bare rundt 200 tonn, og hovedsakelig lavytelsesprodukter.Det meste av industrien er avhengig av import, og prisen er veldig dyr.For eksempel mangler standard T300-markedet teknisk støtte med uavhengige immaterielle rettigheter, og innenlandske bedrifter har ennå ikke mestret hele karbonfiber-kjerneteknologien.Kvaliteten, teknologien og produksjonsskalaen til karbonfiber i mitt land er veldig forskjellig fra de i andre land.Blant dem er karbonfiberteknologien med høy ytelse monopolisert og blokkert av Japan og vestlige land.Derfor tar det en lang prosess å realisere lokaliseringen av karbonfiber.På grunn av mangel på marked har det vært "karbonfiberfeber" i Kina de siste årene, og mange vitenskapelige forskningsinstitutter og bedrifter har startet karbonfiberforskning og tusentonns industrialiseringsprosjekter.
#Karbonfibermaterialer#Polymer kompositt glassfibermateriale#Leverandør av karbonfiber#glassfiberhakkede tråder#høyytelses karbonfiberduk
Innleggstid: 27. oktober 2022