2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-09 13:34
Zināt visu par oglekļa šķiedru ir ļoti svarīgi katram mūsdienu cilvēkam. Izprotot oglekļa ražošanas tehnoloģiju Krievijā, oglekļa šķiedras blīvumu un citas īpašības, būs vieglāk saprast tās piemērošanas jomu un izdarīt pareizo izvēli. Turklāt jums vajadzētu uzzināt visu par špakteli un apsildāmo grīdu ar oglekļa šķiedru, par šī produkta ārvalstu ražotājiem un dažādām pielietošanas jomām.
Īpatnības
Oglekļa šķiedras un oglekļa šķiedras, kā arī daudzos avotos arī oglekļa šķiedras ir ļoti izplatītas. Bet priekšstats par šo materiālu faktiskajām īpašībām un to izmantošanas iespējām daudziem cilvēkiem ir diezgan atšķirīgs. No tehniskā viedokļa, šis materiāls ir samontēts no pavedieniem, kuru šķērsgriezums nav mazāks par 5 un ne lielāks par 15 mikroniem … Gandrīz visu sastāvu veido oglekļa atomi - līdz ar to arī nosaukums. Šie atomi ir sagrupēti kraukšķīgos kristālos, kas veido paralēlas līnijas.
Šis dizains nodrošina ļoti augstu stiepes izturību. Oglekļa šķiedra nav pilnīgi jauns izgudrojums . Pirmos līdzīga materiāla paraugus saņēma un izmantoja Edisons. Vēlāk, divdesmitā gadsimta vidū, oglekļa šķiedra piedzīvoja renesansi - un kopš tā laika tās izmantošana ir nepārtraukti pieaugusi.
Oglekļa šķiedra tagad tiek izgatavota no diezgan atšķirīgām izejvielām, un tāpēc tās īpašības var ievērojami atšķirties.
Sastāvs un fizikālās īpašības
Vissvarīgākā no oglekļa šķiedras īpašībām joprojām ir tā izcila karstumizturība … Pat ja viela tiek uzkarsēta līdz 1600 - 2000 grādiem, tad, ja vidē nav skābekļa, tās parametri nemainīsies. Šī materiāla blīvums kopā ar parasto ir arī lineārs (mērīts tā sauktajā tekstā). Ar 600 tex lineāro blīvumu 1 km tīkla masa būs 600 g. Daudzos gadījumos kritiski svarīgs ir arī materiāla elastības modulis jeb, kā saka, Janga modulis.
Augstas stiprības šķiedrām šis skaitlis svārstās no 200 līdz 250 GPa. Augstas moduļa oglekļa šķiedras, kas izgatavotas, pamatojoties uz PAN, elastības modulis ir aptuveni 400 GPa. Šķidro kristālu risinājumiem šis parametrs var svārstīties no 400 līdz 700 GPa. Elastības modulis tiek aprēķināts, pamatojoties uz tā vērtības novērtējumu, izstiepjot atsevišķus grafīta kristālus. Atomu plakņu orientāciju nosaka, izmantojot rentgena difrakcijas analīzi.
Noklusējuma virsmas spraigums ir 0,86 N / m. Apstrādājot materiālu, lai iegūtu metāla kompozītšķiedru, šis skaitlis palielinās līdz 1,0 N / m . Mērīšana ar kapilārā pacelšanās metodi palīdz noteikt atbilstošo parametru. Šķiedru kušanas temperatūra, pamatojoties uz naftas piķiem, ir 200 grādi. Vērpšana notiek aptuveni 250 grādu temperatūrā; cita veida šķiedru kušanas temperatūra ir tieši atkarīga no to sastāva.
Oglekļa drānu maksimālais platums ir atkarīgs no tehnoloģiskajām prasībām un niansēm. Daudziem ražotājiem tas ir 100 vai 125 cm. Attiecībā uz aksiālo izturību tas būs vienāds ar:
- augstas stiprības izstrādājumiem, kuru pamatā ir PAN no 3000 līdz 3500 MPa;
- šķiedrām ar ievērojamu pagarinājumu - stingri 4500 MPa;
- materiālam ar augstu moduli no 2000 līdz 4500 MPa.
Teorētiski aprēķini par kristāla stabilitāti zem stiepes spēka pret režģa atomu plakni dod aprēķināto vērtību 180 GPa. Paredzamā praktiskā robeža ir 100 GPa. Tomēr eksperimenti vēl nav apstiprinājuši vairāk nekā 20 GPa līmeņa klātbūtni. Oglekļa šķiedras patieso izturību ierobežo tās mehāniskie defekti un ražošanas procesa nianses. Praktiskajos pētījumos noteiktās sekcijas ar 1/10 mm garumu stiepes izturība būs no 9 līdz 10 GPa.
T30 oglekļa šķiedra ir pelnījusi īpašu uzmanību . Šo materiālu galvenokārt izmanto stieņu ražošanā. Šis risinājums izceļas ar vieglumu un lielisku līdzsvaru. T30 indekss apzīmē 30 tonnu elastības moduli.
Sarežģītāki ražošanas procesi ļauj iegūt T35 līmeņa produktu un tā tālāk.
Ražošanas tehnoloģija
Oglekļa šķiedru var izgatavot no dažādiem polimēru veidiem. Apstrādes režīms nosaka divus galvenos šādu materiālu veidus - karbonizētus un grafitizētus veidus. Pastāv būtiska atšķirība starp šķiedrām, kas iegūtas no PAN, un dažādiem piķa veidiem. Kvalitatīvām oglekļa šķiedrām, gan ar augstu izturību, gan ar augstu moduli, var būt dažādi cietības un moduļa līmeņi . Ir ierasts tos attiecināt uz dažādiem zīmoliem.
Šķiedras ir izgatavotas kvēldiega vai saišķa formātā. Tie ir veidoti no 1000 līdz 10000 nepārtrauktiem pavedieniem. Var izgatavot arī audumus no šīm šķiedrām, piemēram, tauvas (šajā gadījumā pavedienu skaits ir vēl lielāks). Sākotnējā izejviela ir ne tikai vienkāršas šķiedras, bet arī šķidro kristālu piķi, kā arī poliakrilnitrils. Ražošanas process vispirms nozīmē sākotnējo šķiedru ražošanu, un pēc tam tās karsē gaisā 200 - 300 grādu temperatūrā.
PAN gadījumā šo procesu sauc par pirmapstrādi vai ugunsizturības uzlabošanu. Pēc šādas procedūras piķis iegūst tik svarīgu īpašību kā necaurlaidība. Šķiedras ir daļēji oksidētas. Turpmākās sildīšanas režīms nosaka, vai tie piederēs karbonizētajai vai grafitizētajai grupai . Darba beigas nozīmē, ka virsmai tiek piešķirtas nepieciešamās īpašības, pēc tam tā tiek pabeigta vai sašķirota.
Oksidēšanās gaisā palielina ugunsizturību ne tikai oksidēšanās rezultātā. Ieguldījumu sniedz ne tikai daļēja dehidrogenēšana, bet arī starpmolekulāra šķērssaistīšanās un citi procesi. Turklāt tiek samazināta materiāla jutība pret oglekļa atomu kušanu un iztvaikošanu. Karbonizāciju (augstās temperatūras fāzē) papildina gazifikācija un visu svešu atomu aizbēgšana.
PAN šķiedras, kas gaisa klātbūtnē uzsildītas līdz 200 - 300 grādiem, kļūst melnas.
To turpmākā karbonizācija tiek veikta slāpekļa vidē 1000 - 1500 grādu temperatūrā. Optimālais apkures līmenis, pēc vairāku tehnologu domām, ir 1200 - 1400 grādi . Augsta moduļa šķiedra būs jākarsē līdz aptuveni 2500 grādiem. Sākotnējā posmā PAN saņem kāpņu mikrostruktūru. Kondensācija intramolekulārā līmenī, ko papildina policiklisku aromātisku vielu parādīšanās, ir "atbildīga" par tās rašanos.
Jo vairāk temperatūra paaugstinās, jo lielāka būs cikliskā tipa struktūra . Pēc termiskās apstrādes saskaņā ar tehnoloģiju beigām molekulu vai aromātisko fragmentu izvietojums ir tāds, ka galvenās asis būs paralēlas šķiedras asij. Spriegums neļauj orientācijas pakāpei nokrist. PAN sadalīšanās īpatnības termiskās apstrādes laikā nosaka potēto monomēru koncentrācija. Katrs šādu šķiedru veids nosaka sākotnējos apstrādes apstākļus.
Šķidro kristālisko naftas piķi nepieciešams ilgstoši turēt temperatūrā no 350 līdz 400 grādiem. Šis režīms novedīs pie policiklisko molekulu kondensācijas. To masa palielinās, un pakāpeniski notiek salipšana (veidojoties sferulītiem). Ja karsēšana neapstājas, sferulīti aug, palielinās molekulmasa, un rezultātā veidojas nepārtraukta šķidrā kristāliskā fāze . Kristāli laiku pa laikam šķīst hinolīnā, bet parasti tie nešķīst gan tajā, gan piridīnā (tas ir atkarīgs no tehnoloģijas niansēm).
Šķiedras, kas iegūtas no šķidro kristālu piķa ar 55 - 65% šķidro kristālu, plūst plastiski. Vērpšana tiek veikta 350 - 400 grādu temperatūrā. Augsti orientēta struktūra veidojas, sākotnēji karsējot 200–350 grādu gaisa atmosfērā un pēc tam turot inertā atmosfērā. Zīmola Thornel P-55 šķiedras jāuzsilda līdz 2000 grādiem, jo augstāks elastības modulis, jo augstākai jābūt temperatūrai.
Nesen zinātniskie un inženiertehniskie darbi arvien vairāk pievērš uzmanību tehnoloģijai, kurā tiek izmantota hidrogenēšana. Sākotnējo šķiedru ražošanu bieži veic, hidrogenējot ogļu darvas piķa un naftalīna sveķu maisījumu. Šajā gadījumā jābūt klāt tetrahidrohinolīnam . Apstrādes temperatūra ir 380 - 500 grādi. Cietās vielas var noņemt, filtrējot un centrifugējot; tad piķi tiek sabiezināti paaugstinātā temperatūrā. Oglekļa ražošanai ir jāizmanto (atkarībā no tehnoloģijas) diezgan dažādas iekārtas:
- slāņi, kas izplata vakuumu;
- sūkņi;
- blīvēšanas siksnas;
- darba galdi;
- slazdi;
- vadošs siets;
- vakuuma plēves;
- prepregi;
- autoklāvos.
Tirgus apskats
Pasaules tirgū vadošie ir šādi oglekļa šķiedru ražotāji:
- Thornell, Fortafil un Celion (ASV);
- Grafils un Modmors (Anglija);
- Kureha-Lone un Toreika (Japāna);
- Cytec Industries;
- Heksels;
- SGL grupa;
- Toray Industries;
- Zoltek;
- Mitsubishi Rayon.
Mūsdienās Krievijā tiek ražots ogleklis:
- Čeļabinskas oglekļa un kompozītmateriālu rūpnīca;
- Balakovo oglekļa ražošana;
- NPK Khimprominzhiniring;
- Saratovas uzņēmums "START".
Produkti un pielietojums
Oglekļa šķiedru izmanto kompozītmateriāla stiegrojuma izgatavošanai. To bieži izmanto arī, lai iegūtu:
- divvirzienu audumi;
- dizaineru audumi;
- biaksiālie un kvadroaksiālie audi;
- neaustas drānas;
- vienvirziena lente;
- prepregi;
- ārējais stiprinājums;
- šķiedra;
- zirglietas.
Diezgan nopietns jauninājums tagad ir infrasarkanā siltā grīda . Šajā gadījumā materiāls tiek izmantots kā tradicionālās metāla stieples aizstājējs. Tas var radīt 3 reizes vairāk siltuma, turklāt enerģijas patēriņš tiek samazināts par aptuveni 50%. Sarežģītu metožu modelēšanas cienītāji bieži izmanto oglekļa caurules, kas iegūtas ar tinumu. Šos produktus pieprasa arī automašīnu un cita aprīkojuma ražotāji. Oglekļa šķiedru bieži izmanto, piemēram, rokas bremzēm. Turklāt, pamatojoties uz šo materiālu, iegūstiet:
- lidmašīnu modeļu daļas;
- viengabala pārsegi;
- velosipēdi;
- detaļas automašīnu un motociklu tūningam.
Oglekļa auduma paneļi ir par 18% stingrāki nekā alumīnijs un par 14% vairāk nekā strukturālais tērauds … Uzmavas, kuru pamatā ir šis materiāls, ir nepieciešamas, lai iegūtu dažāda šķērsgriezuma caurules un caurules, dažādu profilu spirālveida izstrādājumus. Tos izmanto arī golfa nūju ražošanai un remontam. Ir arī vērts norādīt uz tā izmantošanu. īpaši izturīgu futrāļu ražošanā viedtālruņiem un citiem sīkrīkiem . Šādiem izstrādājumiem parasti ir augstākās kvalitātes raksturs, un tiem ir uzlabotas dekoratīvās īpašības.
Attiecībā uz izkliedēto grafīta tipa pulveri ir nepieciešams:
- saņemot elektrovadošus pārklājumus;
- atbrīvojot dažāda veida līmi;
- pastiprinot veidnes un dažas citas detaļas.
Oglekļa šķiedras tepe vairākos veidos ir labāka par tradicionālo. Šo kombināciju daudzi eksperti novērtē par tās plastiskumu un mehānisko izturību. Kompozīcija ir piemērota dziļu defektu segšanai. Oglekļa stieņi vai stieņi ir izturīgi, viegli un ilgstoši. Šāds materiāls ir nepieciešams:
- aviācija;
- raķešu nozare;
- sporta aprīkojuma izlaišana.
Pirolizējot karbonskābes sāļus, var iegūt ketonus un aldehīdus. Oglekļa šķiedras lieliskās termiskās īpašības ļauj to izmantot sildītājos un sildīšanas paliktņos. Šādi sildītāji:
- ekonomisks;
- uzticams;
- izceļas ar iespaidīgu efektivitāti;
- neizplatiet bīstamu starojumu;
- salīdzinoši kompakts;
- perfekti automatizēts;
- darbojas bez liekām problēmām;
- neizplatiet svešus trokšņus.
Oglekļa-oglekļa kompozītmateriālus izmanto:
- tīģeļu balsti;
- konusveida daļas vakuuma kausēšanas krāsnīm;
- cauruļveida detaļas tiem.
Papildu piemērošanas jomas ietver:
- mājās gatavoti naži;
- izmantošana ziedlapu vārstam motoros;
- izmantošana būvniecībā.
Mūsdienu celtnieki šo materiālu jau sen izmanto ne tikai ārējai pastiprināšanai. Tas ir nepieciešams arī akmens māju un peldbaseinu stiprināšanai. Līmētais pastiprinošais slānis atjauno balstu un siju īpašības tiltos. To izmanto arī, veidojot septiskās tvertnes un veidojot dabiskus, mākslīgus rezervuārus, strādājot ar kesonu un tvertnes bedri.
Varat arī salabot instrumentu rokturus, salabot caurules, salabot mēbeļu kājas, šļūtenes, rokturus, aprīkojuma futrāļus, palodzes un PVC logus.
Ieteicams:
Stikla šķiedra Krāsošanai (34 Fotoattēli): Zirnekļtīkla Iespēja Krāsošanai, Kā Krāsot Sienas Bez špakteles, Darba Veikšanas Tehnoloģija, Atsauksmes
Kas ir krāsojama stikla šķiedra? Kāda ir produkta, krāsošanas opcijas-zirnekļtīkla, piemērošanas joma? Kā ar to sagatavot pamatu? Kā krāsot sienas bez un ar špakteli?
Kokšķiedru Plātņu Ieklāšana Uz Grīdas: Kā Salabot Grīdas Segumu? Pamatne Zem Plātnēm Uz Koka Grīdas. Kā Likt šķiedru Plātni Zem Linoleja? Naglu Izvēle, Piestiprināšana Pie Betona Grīdas
Kā kokšķiedru plātne tiek uzlikta uz grīdas? Kāds ir labākais veids, kā piestiprināt grīdas segumu pie betona un koka grīdām? Kā izgatavot substrātu no stieņa zem plātnes uz koka grīdas. Kādi instrumenti un materiāli ir nepieciešami, strādājot ar kokšķiedru plātni?
Stiklšķiedra (50 Fotoattēli): Stikla šķiedras, štāpeļšķiedras Stikla šķiedras Un Citu Veidu īpašības, Ražošana Un GOST, Izstrādājumi Un Blīvums
Stiklšķiedra - materiāla īpašības un ražošanas tehnoloģija Stiklšķiedra, štāpeļšķiedrām paredzētā stikla šķiedra, stikla šķiedra un cita veida stikla šķiedra. Materiāla darbības joma
Oglekļa šķiedras Sildīšanas Kabeļi: Kas Ir Oglekļa šķiedras Sildīšanas Vadi? Kāpēc Nepieciešami Sildelementi?
Kas ir oglekļa šķiedras sildīšanas stieples? Kas jums jāzina par oglekļa šķiedras sildīšanas kabeļiem? Kur tos izmanto un kuri ražotāji ir uzticami?
LVL Bārs: Kas Tas Ir? Izmēri Un Ražotāji Krievijā, īpašības Un Ražošanas Tehnoloģija, Grīdas Sijas No Stieņa Un Materiāla Svars
Ls - kas tas ir un kā tas tiek izgatavots? Raksturojums un pakāpeniska ražošanas tehnoloģija. Materiālu izmēri un ražotāji Krievijā. Kādam nolūkam tiek izmantots LVL stienis?
