Semua tentang gentian karbon

Mengetahui segala-galanya tentang gentian karbon adalah sangat penting untuk setiap orang moden. Memahami teknologi pengeluaran karbon di Rusia, ketumpatan dan ciri lain gentian karbon, lebih mudah untuk memahami skop penggunaannya dan membuat pilihan yang tepat. Di samping itu, anda harus mengetahui segala-galanya tentang pemanasan dempul dan bawah lantai dengan gentian karbon, tentang pengeluar asing produk ini dan tentang pelbagai bidang aplikasi.

Nama gentian karbon dan gentian karbon, dan dalam beberapa sumber juga gentian karbon, adalah sangat biasa. Tetapi idea tentang ciri-ciri sebenar bahan-bahan ini dan kemungkinan penggunaannya agak berbeza untuk ramai orang. Dari sudut teknikal, bahan ini dipasang daripada benang dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 5 dan tidak lebih daripada 15 mikron... Hampir semua komposisi terdiri daripada atom karbon - oleh itu namanya. Atom-atom ini sendiri dikelompokkan ke dalam kristal rangup yang membentuk garis selari.

Reka bentuk ini memberikan kekuatan tegangan yang sangat tinggi. Gentian karbon bukanlah ciptaan baru sepenuhnya. Sampel pertama bahan yang serupa telah diterima dan digunakan oleh Edison. Kemudian, pada pertengahan abad kedua puluh, serat karbon mengalami kebangkitan semula - dan sejak itu penggunaannya semakin meningkat.

Ciri-ciri gentian karbon yang paling penting kekal rintangan haba yang luar biasa... Walaupun bahan itu dipanaskan hingga 1600 - 2000 darjah, maka jika tiada oksigen di alam sekitar, parameternya tidak akan berubah. Ketumpatan bahan ini, bersama-sama dengan yang biasa, juga linear (diukur dalam apa yang dipanggil tex). Dengan ketumpatan linear 600 tex, jisim 1 km web akan menjadi 600 g. Dalam banyak kes, modulus elastik bahan, atau, seperti yang mereka katakan, modulus Young, juga sangat penting.

Untuk gentian berkekuatan tinggi, angka ini berkisar antara 200 hingga 250 GPa. Gentian karbon modulus tinggi yang dibuat berdasarkan PAN mempunyai modulus elastik kira-kira 400 GPa. Untuk penyelesaian kristal cecair, parameter ini boleh berbeza dari 400 hingga 700 GPa. Modulus anjal dikira berdasarkan anggaran nilainya apabila kristal grafit individu diregang. Orientasi satah atom ditentukan menggunakan analisis pembelauan sinar-X.

Ketegangan permukaan lalai ialah 0.86 N / m. Apabila memproses bahan untuk mendapatkan gentian komposit logam, angka ini meningkat kepada 1.0 N / m. Pengukuran dengan kaedah pendakian kapilari membantu menentukan parameter yang sepadan. Suhu lebur gentian berdasarkan padang petroleum ialah 200 darjah. Putaran berlaku pada kira-kira 250 darjah; takat lebur jenis gentian lain secara langsung bergantung pada komposisinya.

Lebar maksimum kain karbon bergantung pada keperluan teknologi dan nuansa. Bagi kebanyakan pengeluar, ia adalah 100 atau 125 cm. Bagi kekuatan paksi, ia akan sama dengan:

• untuk produk berkekuatan tinggi berdasarkan PAN dari 3000 hingga 3500 MPa;
• untuk gentian dengan pemanjangan yang ketara, ketat 4500 MPa;
• untuk bahan modulus tinggi dari 2000 hingga 4500 MPa.

Pengiraan teori kestabilan kristal di bawah daya tegangan ke arah satah atom kekisi memberikan nilai anggaran 180 GPa.Had praktikal yang dijangkakan ialah 100 GPa. Walau bagaimanapun, eksperimen masih belum mengesahkan kehadiran tahap lebih daripada 20 GPa. Kekuatan sebenar gentian karbon dihadkan oleh kecacatan mekanikalnya dan nuansa proses pembuatan. Kekuatan tegangan bahagian dengan panjang 1/10 mm yang ditubuhkan dalam kajian praktikal adalah dari 9 hingga 10 GPa.

Gentian karbon T30 patut diberi perhatian khusus. Bahan ini digunakan terutamanya dalam pengeluaran rod. Penyelesaian ini dibezakan dengan ringan dan keseimbangan yang sangat baik. Indeks T30 menandakan modulus keanjalan 30 tan.

Gentian karbon boleh dibuat daripada pelbagai jenis polimer. Mod pemprosesan menentukan dua jenis utama bahan tersebut - jenis berkarbonat dan bergrafit. Perbezaan penting wujud antara gentian yang diperoleh daripada PAN dan jenis pic yang berbeza. Gentian karbon berkualiti, dalam kedua-dua gred kekuatan tinggi dan modulus tinggi, boleh mempunyai tahap kekerasan dan modulus yang berbeza. Adalah menjadi kebiasaan untuk merujuk mereka kepada jenama yang berbeza.

Gentian dibuat dalam format filamen atau berkas. Mereka terbentuk dari 1000 hingga 10000 filamen berterusan. Tisu daripada gentian ini juga boleh dibuat, seperti tunda (dalam kes ini, bilangan filamen lebih besar). Bahan mentah permulaan bukan sahaja gentian mudah, tetapi juga padang kristal cecair, serta polyacrylonitrile. Proses pengeluaran membayangkan pertama pengeluaran gentian asal, dan kemudian ia dipanaskan di udara pada 200 - 300 darjah.

Dalam kes PAN, proses ini dipanggil prarawatan atau peningkatan rintangan api. Selepas prosedur sedemikian, padang mendapat sifat penting seperti kebolehcampuran. Gentian sebahagiannya teroksida. Cara pemanasan selanjutnya menentukan sama ada ia tergolong dalam kumpulan berkarbonat atau bergrafit. Penghujung kerja membayangkan memberi permukaan sifat yang diperlukan, selepas itu ia selesai atau bersaiz.

Pengoksidaan dalam udara meningkatkan ketahanan api bukan sahaja hasil daripada pengoksidaan. Sumbangan dibuat bukan sahaja oleh penyahhidrogenan separa, tetapi juga oleh penghubung silang antara molekul dan proses lain. Selain itu, kerentanan bahan kepada pencairan dan pemeruapan atom karbon dikurangkan. Karbonisasi (dalam fasa suhu tinggi) disertai dengan pengegasan dan pelepasan semua atom asing.

Pengkarbonan seterusnya mereka dijalankan dalam persekitaran nitrogen pada 1000 - 1500 darjah. Tahap pemanasan optimum, menurut beberapa ahli teknologi, ialah 1200 - 1400 darjah. Gentian modulus tinggi perlu dipanaskan sehingga kira-kira 2500 darjah. Pada peringkat awal, PAN menerima struktur mikro tangga. Pemeluwapan pada tahap intramolekul, disertai dengan penampilan bahan aromatik polisiklik, adalah "bertanggungjawab" untuk kejadiannya.

Semakin tinggi suhu, semakin besar struktur jenis kitaran. Selepas tamat rawatan haba mengikut teknologi, susunan molekul atau serpihan aromatik adalah sedemikian rupa sehingga paksi utama akan selari dengan paksi gentian. Ketegangan menghalang kejatuhan tahap orientasi. Ciri khusus penguraian PAN semasa rawatan haba ditentukan oleh kepekatan monomer yang dicantumkan. Setiap jenis gentian tersebut menentukan keadaan pemprosesan awal.

Padang petroleum kristal cecair perlu disimpan pada suhu dari 350 hingga 400 darjah untuk masa yang lama. Mod ini akan membawa kepada pemeluwapan molekul polisiklik. Jisim mereka meningkat, dan lekatan secara beransur-ansur berlaku (dengan pembentukan spherulit). Jika pemanasan tidak berhenti, sferulit tumbuh, berat molekul meningkat, dan hasilnya adalah pembentukan fasa kristal cecair berterusan. Kristal kadang-kadang larut dalam kuinolin, tetapi biasanya ia tidak larut di dalamnya dan dalam piridin (ini bergantung pada nuansa teknologi).

Gentian yang diperoleh daripada pitch kristal cecair dengan 55 - 65% hablur cecair mengalir secara plastis. Putaran dilakukan pada 350 - 400 darjah. Struktur yang sangat berorientasikan dibentuk oleh pemanasan awal dalam suasana udara pada 200 - 350 darjah dan pegangan seterusnya dalam suasana lengai. Gentian jenama Thornel P-55 perlu dipanaskan sehingga 2000 darjah, semakin tinggi modulus keanjalan, semakin tinggi suhu yang sepatutnya.

Baru-baru ini, kerja saintifik dan kejuruteraan semakin memberi perhatian kepada teknologi menggunakan penghidrogenan. Pengeluaran awal gentian selalunya dicapai dengan menghidrogenkan campuran tar arang batu dan gusi naftalik. Dalam kes ini, tetrahydroquinoline harus ada. Suhu pemprosesan ialah 380 - 500 darjah. Pepejal boleh dikeluarkan dengan penapisan dan emparan; kemudian pic ditebal pada suhu tinggi. Untuk pengeluaran karbon, perlu menggunakan (bergantung kepada teknologi) pelbagai peralatan:

• lapisan yang mengedarkan vakum;
• pam;
• abah-abah pengedap;
• meja kerja;
• perangkap;
• mesh konduktif;
• filem vakum;
• prepregs;
• autoklaf.

Pengeluar gentian karbon berikut menerajui pasaran global:

• Thornell, Fortafil dan Celion (Amerika Syarikat);
• Grafil dan Modmore (England);
• Kureha-Lon dan Toreika (Jepun);
• Industri Cytec;
• Hexcel;
• Kumpulan SGL;
• Toray Industries;
• Zoltek;
• Mitsubishi Rayon.

Hari ini karbon dihasilkan di Rusia:

• Loji Chelyabinsk bahan karbon dan komposit;
• Pengeluaran Karbon Balakovo;
• NPK Khimprominzhiniring;
• Perusahaan Saratov "MULA".

Gentian karbon digunakan untuk membuat tetulang komposit. Ia juga biasa menggunakannya untuk mendapatkan:

• fabrik dua arah;
• fabrik berjenama;
• tisu dwipaksi dan quadroaxial;
• kain bukan tenunan;
• pita satu arah;
• prepregs;
• pengukuhan luaran;
• serat;
• abah-abah.

Inovasi yang agak serius sekarang ialah lantai hangat inframerah. Dalam kes ini, bahan itu digunakan sebagai pengganti dawai logam tradisional. Ia boleh menjana 3 kali lebih haba, di samping itu, penggunaan tenaga dikurangkan sebanyak kira-kira 50%. Pencinta teknik kompleks pemodelan sering menggunakan tiub karbon yang diperoleh dengan penggulungan. Produk ini juga diminati oleh pengeluar kereta dan peralatan lain. Gentian karbon sering digunakan untuk brek tangan, contohnya. Juga, berdasarkan bahan ini, dapatkan:

• bahagian untuk model pesawat;
• tudung satu keping;
• basikal;
• alat ganti untuk menala kereta dan motosikal.

Panel fabrik karbon adalah 18% lebih tegar daripada aluminium dan 14% lebih daripada keluli struktur... Lengan berdasarkan bahan ini diperlukan untuk mendapatkan paip dan tiub keratan rentas berubah-ubah, produk lingkaran pelbagai profil. Ia juga digunakan untuk pengeluaran dan pembaikan kayu golf. Ia juga bernilai menunjukkan penggunaannya. dalam pengeluaran kes tahan lama terutamanya untuk telefon pintar dan gajet lain. Produk sedemikian biasanya mempunyai ciri premium dan mempunyai kualiti hiasan yang dipertingkatkan.

Bagi serbuk jenis grafit yang tersebar, ia diperlukan:

• apabila menerima salutan konduktif elektrik;
• apabila melepaskan gam pelbagai jenis;
• apabila mengukuhkan acuan dan beberapa bahagian lain.

Dempul gentian karbon adalah lebih baik daripada dempul tradisional dalam beberapa cara. Gabungan ini dihargai oleh ramai pakar kerana keplastikan dan kekuatan mekanikalnya. Komposisi ini sesuai untuk menutup kecacatan dalam. Rod atau rod karbon adalah kuat, ringan dan tahan lama. Bahan sedemikian diperlukan untuk:

• penerbangan;
• industri roket;
• pelepasan peralatan sukan.

Dengan pirolisis garam asid karboksilik, keton dan aldehid boleh diperolehi.Sifat terma gentian karbon yang sangat baik membolehkan ia digunakan dalam pemanas dan pad pemanas. Pemanas sedemikian:

• menjimatkan;
• boleh dipercayai;
• dibezakan oleh kecekapan yang mengagumkan;
• jangan sebarkan sinaran berbahaya;
• agak padat;
• automatik sempurna;
• dikendalikan tanpa masalah yang tidak perlu;
• jangan sebarkan bunyi luar.

Komposit karbon-karbon digunakan dalam pengeluaran:

• sokongan untuk pijar;
• bahagian tirus untuk relau lebur vakum;
• bahagian tiub untuk mereka.

Bidang permohonan tambahan termasuk:

• pisau buatan sendiri;
• gunakan untuk injap kelopak pada enjin;
• kegunaan dalam pembinaan.

Pembina moden telah lama menggunakan bahan ini bukan sahaja untuk tetulang luaran. Ia juga diperlukan untuk mengukuhkan rumah batu dan kolam renang. Lapisan pengukuhan terpaku memulihkan kualiti sokongan dan rasuk dalam jambatan. Ia juga digunakan apabila membuat tangki septik dan membingkai takungan semula jadi, buatan, apabila bekerja dengan caisson dan lubang silo.

Dalam video seterusnya anda akan mendapat lebih banyak maklumat tentang pengeluaran gentian karbon.