Anpil Itilizasyon Eksitan ak Aplikasyon Konpozitè Fib Kabòn

 

Ki sa ki konpoze fib kabòn?

Materyèl konpoze konpoze de yon fib ranfòsman ankapsile nan yon résine polymère. Gen yon kantite fòmilasyon résine ak kalite fib yo itilize nan konpoze, men fib kabòn kanpe deyò kòm yon eleman yo jwenn nan anpil pwodwi segondè -pèfòmans. Nan aplikasyon kote diminye pwa pandan y ap kreye gwo fòs pran priyorite, fib kabòn se chwa pou ranfòsman nan anpil estrikti konpoze avanse.

 

Yo jwenn fib kabòn nan estrikti konpoze yo tout kote fòs ak pwa limyè se yon avantaj; li ka jwenn nan -spò segondè, machin kous, bato-wo pèfòmans, avyon ak machin ayewospasyal, ekipman medikal ak ekipman espò tankou, ski, planch, rakèt tenis, klib gòlf ak plizyè santèn lòt pwodwi.

 

Aplikasyon pou konpoze fib kabòn yo ap grandi nan yon vitès pi vit pase ekonomi jeneral la kòm bezwen an pou estrikti konpoze ki lejè avanse ogmante. Ekonomis yo predi yon ogmantasyon siyifikatif nan opòtinite endistri yo kòm pwogrè teknoloji a ak aplikasyon yo ap grandi. Ou enterese nan ki jan konpoze fib kabòn kreye pwodwi ki gen gwo -pèfòmans oswa wòl li nan ekonomize enèji atravè rediksyon pwa-? Aprann plis sou itilizasyon fib kabòn, ak kijan pou patisipe nan fiti teknoloji konpoze.

 

Ki sa ki fib kabòn?

Fib kabòn, ke yo rele tou fib grafit, se yon materyèl fò, ki lejè ki fèt ak dè santèn de filaman kabòn endividyèl ki uit fwa pi mens pase yon cheve imen. Filaman yo konpoze de atòm kabòn kole ansanm nan chenn long. Pa pwa, yon konpoze fib kabòn se senk fwa pi fò pase asye ak de fwa pi rèd ki soti nan gwo fòs rupture li yo.

Ki jan fib kabòn fèt?

Filaman kabòn yo kòmanse ak yon plastik ki baze sou -akrilik yo rele polyacrylonitrile (PAN). Yon pwosesis milti-etap kòmanse nan chofe ak vire fib polyacrylonitrile (PAN) yo nan filaman. Lè sa a, filaman sa yo chofe nan menm tanperati ki pi wo nan anviwon 3,000 F, sibi oksidasyon ak karbonizasyon ki retire eleman ki pa-kabòn epi aliman atòm kabòn yo nan kristal ki byen chaje-. Lè sa a, fib kabòn ki kapab lakòz yo resevwa yon tretman sifas, yo reyini nan pake epi vlope nan bobin. Lè sa a, fib sa yo swa gwoupe nan pi gwo offres ke yo rekonèt kòm kabòn "tow" oswa trikote nan twal.

 

Kouman yo itilize fib kabòn?

Seksyon yo nan fib kabòn tow oswa twal trikote yo satire ak yon résine polymère, tankou epoksidik, ak fòm nan yon mwazi. Rezin geri a encapsule filaman kabòn yo ak kreye yon matris rijid nan fòm nan vle nan pwodwi a. Konbinezon an nan matris la résine (epoxy) ak fib ranfòsman (kabòn) kreye yon materyèl konpoze. Karakteristik yo nan konpoze fib kabòn ranfòse yo se pwa limyè, frigidité ak gwo fòs rupture.

 

Dawn nan fib kabòn

Istwa fib kabòn date nan fen 19yèm syèk la lè Thomas Edison te itilize fib kabòn kòm filaman pou eksperyans anpoul byen bonè. Sepandan, li pa t 'jouk ane 1950 yo ke fib kabòn yo te pwodwi kòm yon gwo -materyèl fòs.

Itilizasyon fib kabòn kòm yon konpozan konpoze te kòmanse an 1958. Doktè Roger Bacon, Union Carbide, te kreye fib kabòn travayabl lè yo chofe fil rayonn jiska apeprè 3,000 degre F jiskaske yo carbonize. Pwosesis sa a te précurseur nan metòd pwodiksyon modèn fib kabòn. Ane 1960 yo te wè premye pwodiksyon komèsyal fib kabòn lè l sèvi avèk pwosesis Union Carbide devlope. Yo te rekonèt potansyèl fib kabòn kòm yon ranfòsman konpoze ak Rolls Royce te kòmanse enkòpore yo nan konpozan motè jè.

Nan ane 1970 yo, endistri ayewospasyal la te kondwi avansman sou teknoloji konpoze ak aplikasyon yo nan fib kabòn te vin pi byen dokimante ak rafine. Ras la te sou pou aplike teknoloji sa a nan estrikti kote diminye pwa ak ogmante fòs te enpòtan. Paske fib kabòn anvan tout koreksyon koute plis pase lòt ranfòsman fib li te vin adapte nan aplikasyon kritik kote pri te segondè nan pèfòmans.

Nan ane 1980 yo, yon ogmantasyon siyifikatif nan konpoze fib kabòn te fèt kòm materyèl sa yo te kòmanse fè wout yo nan endistri a machandiz espòtif. Ski yo, planch nèj, rakèt tenis, klib gòlf, poto lapèch ak ankadreman bisiklèt yo te kòmanse prezante konpozan fib kabòn pou karakteristik yo ki lejè ak gwo -fòs. Nan sektè komèsyal la, oto, kous motè, ak endistri maren yo te kòmanse fè eksperyans ak fib kabòn pou diminye pwa machin ak amelyore pèfòmans. An menm tan, aplikasyon ayewospasyal ak defans yo t ap avanse konesans jeni-pou aplikasyon fib kabòn konpoze nan aplikasyon ki pi wo pèfòmans yo.

Nan ane 1990 yo, itilizasyon konpoze fib kabòn te grandi kòm manifaktirè yo te jwenn fason pou diminye depans yo ak amelyore kalite fib kabòn yo. Sa a te mennen nan aplikasyon pi laj, ki gen ladan nan sektè konstriksyon ak enèji van.

Fib kabòn, kòm yon diskontinu konpoze, te vin endikap nan ane 2000 yo. Materyèl sa a pa te limite a sa sèlman-aplikasyon segondè, men yo te itilize nan yon pakèt endistri, soti nan elektwonik konsomatè yo nan enfrastrikti. Pandan de deseni kap vini yo, yo te itilize konpoze avanse nan aplikasyon ki pi wo -tankou Boeing 787 ak avyon Airbus A350. Endistri otomobil la te adopte kous motè-enspire teknoloji konpoze ak bato segondè-tout kalite itilize konpoze kabòn kòm estrikti prensipal. Avènman zouti jeni tankou analiz eleman fini ak dinamik likid enfòmatik ap mennen nan pi gwo -pèfòmans ak aplikasyon pou materyèl konpoze sa yo.

 

Gen kèk aplikasyon ki vrèman fre nan fib kabòn

Jodi a, yon aplikasyon pou konpoze fib kabòn parèt sou yon baz regilye. Pandan ke nan tan lontan an, fib kabòn te ekzotik ak chè, kounye a ou ka jwenn fib kabòn nan yon seri gwo endistri ak pwodwi tankou:

 

Marin

Konpoze fib kabòn yo se poto prensipal nan bato kous segondè-pèfòmans pandan plizyè deseni. Bato America's Cup yo se egzanp pou pran teknoloji a nan limit la, ak estrikti fib kabòn ki rivalize konstriksyon ayewospasyal. Bato pwodiksyon yo de pli zan pli entegre fib kabòn nan pwosesis perfusion vakyòm ak objektif pou pwodwi yon navèt pi lejè ak pi vit.

 

Otomobil

Fib kabòn te de pli zan pli adopte nan manifakti oto. Materyèl sa yo te jwenn premye itilize nan fòmil 1 ak machin Indy, ki te adopte byen bonè nan teknoloji ayewospasyal. Apre sa, li te desann nan machin espò ekzotik ki wo-e li kounye a ap antre nan machin pwodiksyon an. "Lightweighting" se yon gwo objektif nan konsepsyon otomobil pou amelyore pèfòmans ak diminye enpak anviwònman an. NASCAR dènyèman te fè tranzisyon nan kò konpoze pou machin yo Seri Cup. Nouvo kò sa yo te pwouve yo dwe tèlman difisil li te chanje style la nan kous paske machin yo ka tolere pi gwo abi.

 

Transpò

Endistri kamyon an te itilize konpozan konpoze pou dè dekad pou amelyore aerodinamik ak ekonomi gaz. Gen yon revolisyon annatant nan konsepsyon kamyon lou ki pral enkòpore aerodinamik anpil amelyore ak pwa redwi. Inovasyon sa yo baze sou konpozan konpoze ak konsepsyon pou diminye trennen aerodinamik. Yo estime ke nouvo desen ki fèt ak konpozan konpoze dous ki lejè ka lakòz ekonomi gaz plis pase 50 milya dola pa ane.

 

Avyon, Aerospace ak defans

Gade atravè spectre ki soti nan avyon komèsyal, avyon militè, machin lansman ak veso espasyèl orbital, konpoze fib kabòn jwe yon wòl de pli zan pli enpòtan nan satisfè objektif pèfòmans yo. Jeni konpoze te byen devlope nan tèren sa yo ak inovasyon kontinyèl yo regilyèman anonse. Gwo kantite fib kabòn yo te resevwa lajan pou pwojè teknoloji avanse militè ak defans. Nan tèren komèsyal la, plizyè douzèn avyon elektrik dekolaj vètikal (VTOL) yo jis kounye a vin sètifye oswa yo nan devlopman. Tout nouvo avyon sa yo sèvi ak konpoze kabòn kòm yon materyèl prensipal estriktirèl.

 

Atik espòtif

Konpoze fib kabòn yo jwenn atravè mond machandiz espòtif akòz fòs li yo ak pwa limyè. Sa gen ladann: baton Hockey, rakèt tenis, banza archery, klib gòlf ak poto lapèch, ski, planch nèj, wakeboard, kiteboard ak planch foil. Tout sèvi ak fib kabòn ansanm ak kokiy aviron ak bisiklèt.

 

Remèd

Jaden medikal la se yon lòt endistri kote fib kabòn te fè yon enpak enpòtan nan dènye ane yo. Fib kabòn transparan nan imaj reyon X-, sa ki te mennen nan itilize li nan yon pakèt ekipman reyon X- ak imaj. Se fib kabòn yo itilize tou nan manm pwotèz, ki fò, limyè, ak konfòtab pou mete ak itilize.