Entwodiksyon nan fib kabòn

1. Definisyon ak konpozisyon

Fib kabòn se yon materyèl pèfòmans-wo ki konpoze sitou nan atòm kabòn. Atòm sa yo kabòn yo estokaj ansanm nan kristal mikwoskopik ki gen plis oswa mwens aliyen paralèl ak aks la long nan fib la. Kontni an kabòn nan fib kabòn se tipikman pi wo a 90%. Li se anjeneral te fè soti nan yon kabòn ki rich polymère précurseur, tankou polyacrylonitrile (PAN), rayon, oswa anplasman. Atravè yon seri de pwosesis konplèks, se précurseur a transfòme nan fib kabòn, ak pi fò nan eleman yo ki pa kabòn retire li.

 

2. Pwopriyete ak avantaj

Fib kabòn gen anpil yon etalaj de pwopriyete remakab. Premyerman, li gen yon fòs trè wo - a - rapò pwa. Li se pi lejè pase asye men yo ka plizyè fwa pi fò, fè li ideyal pou aplikasyon pou kote rediksyon pwa se kritik san yo pa sakrifye fòs. Dezyèmman, fib kabòn gen ekselan rèd, ki vle di li ka reziste deformation anba chaj. Se pwopriyete sa a trè valè nan estrikti jeni.

Anplis de sa, fib kabòn montre bon rezistans chimik, ke yo te kapab kenbe tèt ak ekspoze a anpil sibstans ki sou korozivite. Li tou gen ba ekspansyon tèmik, kenbe fòm li yo ak dimansyon menm anba chanjman tanperati enpòtan.

Avantaj ki genyen nan fib kabòn tradwi nan anpil benefis nan divès endistri yo. Nan endistri avyon an, lejè li yo ede redwi konsomasyon gaz ak ogmante kapasite chaj. Nan sektè otomobil la, li ka amelyore pèfòmans machin ak efikasite gaz pandan y ap amelyore sekirite. Nan ekipman espò, fib kabòn pèmèt pou kreyasyon an pi lejè ak plis repons Kovèti pou, tankou rakèt tenis ak bisiklèt.

 

Pwosesis fabrikasyon fib kabòn

3. Seleksyon précurseur

Premye etap la nan manifakti fib kabòn se seleksyon an nan yon précurseur apwopriye. Kòm mansyone pi bonè, precursor komen gen ladan polyacrylonitrile (PAN), rayon, ak anplasman. PAN se précurseur ki pi lajman itilize akòz segondè li yo sede kabòn ak kapasite nan pwodwi wo-fòs fib kabòn. Rayon, nan lòt men an, se te youn nan pi bonè precursors yo itilize, men li gen yon pi ba sede kabòn. Pitch se yon pwodwi pa petwòl oswa pwosesis chabon epi yo ka itilize yo pwodwi fib kabòn ak pwopriyete diferan, tankou fib segondè-modil. Chwa a nan précurseur depann sou pwopriyete yo vle nan pwodwi a fib kabòn final, ki gen ladan fòs, modil, ak pri.

 

4. Pre-oksidasyon

Yon fwa yo chwazi précurseur a, li sibi pre-oksidasyon. Pwosesis sa a se kritik kòm li estabilize fib yo précurseur ak prepare yo pou etap la carbonization ki vin apre. Pandan pre-oksidasyon, fib yo précurseur yo chofe nan yon anviwònman ki rich oksijèn, tipikman nan tanperati ki genyen ant 200 degre ak 300 degre. Sa lakòz reyaksyon chimik nan fib yo, tankou fòmasyon kwa-lyen ant chenn polymère. Sa yo kwa-lyen anpeche fib yo soti nan k ap fonn oswa fusion pandan carbonization ak ede kenbe estrikti a fib. Pwosesis pre-oksidasyon an ka pran plizyè èdtan, ak kondisyon yo egzak yo ak anpil atansyon kontwole asire tretman inifòm nan fib yo.

 

5. Carbonization

Apre pre-oksidasyon, fib yo sibi karbonizasyon. Nan etap sa a, fib pre-oksidasyon yo chofe a tanperati ki wo, anjeneral ant 1000 degre ak 2000 degre, nan yon atmosfè inaktif, tankou nitwojèn. Nan tanperati sa yo ki wo, pi fò nan eleman yo ki pa kabòn nan fib yo, tankou idwojèn, oksijèn, ak nitwojèn, yo retire kòm gaz temèt. Atòm kabòn ki rete yo ordonne tèt yo nan yon estrikti plis te bay lòd, fòme karakteristik grafit-tankou kouch yo nan fib kabòn. Pwosesis la karbonizasyon plis ogmante kontni an kabòn nan fib yo nan plis pase 90% ak siyifikativman amelyore fòs yo ak rèd.

 

6. Graphitization (si ou vle)

Graphitization se yon etap si ou vle nan pwosesis manifakti fib kabòn. Li enplike chofaj fib kabòn yo menm pi wo tanperati, tipikman pi wo a 2000 degre, nan yon atmosfè inaktif. Nan tanperati sa yo ekstrèm, atòm yo kabòn nan fib yo vin pi trè te bay lòd, fòme yon estrikti grafit pi pafè. Graphitized fib kabòn gen yon modil ki pi wo nan Elastisite, ki vle di yo se rèd epi yo ka reziste deformation pi byen. Sepandan, grafitizasyon tou diminye fòs la nan fib yo nan yon sèten mezi. Se etap sa a anjeneral rezève pou aplikasyon pou kote segondè rèd yo mande yo, tankou nan konpozan avyon ak pèfòmans-wo ekipman espò.

 

Fòme metòd pou pati fib kabòn

7. Pultrusion

Pultrusion se yon pwosesis manifakti kontinyèl itilize yo kreye pati fib kabòn ak yon konstan kwa-seksyon. Nan metòd sa a, kabòn fibre rovings yo rale nan yon beny résine enpreye yo ak résine. Lè sa a, fib yo enpreye pase nan yon mouri chofe, kote gerizon yo résine ak pati a pran fòm final li yo. Pwosesis sa a se trè efikas epi yo ka pwodwi long, pati dwat tankou branch bwa, tib, ak travès. Li se souvan yo itilize nan endistri yo konstriksyon ak enfrastrikti akòz kapasite li nan kreye fò ak lejè konpozan estriktirèl.

 

8. Filaman-likidasyon bòdi

Filaman - bòdi likidasyon enplike nan anbalaj fibr kontinyèl fib kabòn alantou yon mandrin wotasyon nan yon modèl espesifik. Fib yo anjeneral pre -enpreye ak résine oswa résine aplike pandan pwosesis la likidasyon. Yon fwa se nimewo a vle nan kouch blese, se pati a geri, epi li se mandrin a retire li. Metòd sa a se ideyal pou kreye pati silendrik oswa esferik, tankou veso presyon, anvlòp motè fize, ak tiyo. Li pèmèt pou kontwòl egzak nan oryantasyon fib, ki ka optimize pwopriyete yo mekanik nan pati a.

 

9. RTM (Resin Transfè Monde)

Resin transfè bòdi (RTM) se yon pwosesis fèmen-mwazi. Premyèman, se yon preform sèk fib kabòn mete andedan yon kavite mwazi. Se mwazi an Lè sa a, fèmen, ak résine se sou fòm piki anba presyon nan kavite a, ranpli espas ki genyen ant fib yo. Apre gerizon an résine, se mwazi an louvri, epi li se pati a fini retire li. RTM ka pwodwi pati ki gen fòm konplèks ak bon jan kalite sifas segondè ak dimansyon presizyon. Li se souvan itilize nan endistri yo otomobil ak avyon pou manifakti panno kò, eleman enteryè, ak zèl avyon.

 

10. Bòdi konpresyon

Bòdi konpresyon se yon pwosesis kote yon kantite lajan pre-mezire nan fib kabòn pre-enpreye ak résine (prepreg) yo mete nan yon kavite mwazi chofe. Se mwazi an Lè sa a, fèmen, ak presyon se aplike nan konpresyon materyèl la, fòse li ranpli mwazi an ak asire bon konsolidasyon. Kòm se mwazi an chofe, gerizon yo résine, ak pati a pran sou fòm nan mwazi an. Metòd sa a se apwopriye pou pwodwi gwo volim, pati ki gen gwo fòs ak relativman senp pou modera konplèks jeyometri, tankou pati nan kò otomobil, konpozan avyon estriktirèl, ak ankadreman ekipman espò. Pou egzanp, nan endistri otomobil la, konpresyon-modle pati fib kabòn yo te itilize nan ot, deflèkteur, ak panno pòt diminye pwa ak amelyore pèfòmans. Nan sektè avyon an, li aplike pou fè zo kòt ak seksyon karleng.

 

11. Piki bòdi

Piki bòdi nan pati fib kabòn enplike nan k ap fonn yon résine tèrmoplastik melanje ak fib kabòn kout ak enjekte li nan yon kavite mwazi anba presyon ki wo. Metòd sa a karakterize pa vitès pwodiksyon segondè, gwo presizyon, ak kapasite a yo kreye fòm konplèks ak detay amann. Pwosesis la mande pou yon machin espesyalize piki bòdi ki kapab manyen nati a abrazif nan fib kabòn. Li se apwopriye pou pwodwi ti a mwayen-gwosè pati, tankou kay aparèy elektwonik, otomobil eleman enteryè, ak pati pwodwi konsomatè yo. Konpare ak lòt metòd tankou bòdi konpresyon, bòdi piki ka reyalize pi vit fwa sik, men ka gen limit an tèm de longè fib ak oryantasyon, ki ka afekte pwopriyete yo mekanik nan pati la.

 

Post-pwosesis nan pati fib kabòn

12. Rediksyon ak D '

Rediksyon ak D 'nan pati ki fòme fib kabòn sèvi plizyè rezon. Objektif prensipal la se reyalize dimansyon yo vle epi retire nenpòt ki materyèl depase kite nan pwosesis la bòdi. Sa a amelyore anfòm pati a nan asanble yo. Metòd yo enkli lè l sèvi avèk scies presizyon pou rediksyon ak CNC D 'pou operasyon pi konplèks. Lè wap fè travay sa yo, li enpòtan pou itilize zouti byen file pou anpeche moun ki nan fib kabòn yo. Anplis de sa, koleksyon pousyè apwopriye ki nesesè kòm pousyè tè fib kabòn ka danjere. Se segondè-presizyon machining souvan obligatwa, ak tolerans pafwa kòm sere kòm yon milyèm kèk nan yon pous, satisfè estanda yo strik nan endistri tankou avyon ak otomobil.

 

13. Tretman sifas

Metòd komen tretman sifas pou pati fib kabòn gen ladan kouch, penti, ak polisaj. Kouch ka bay yon kouch pwoteksyon ki amelyore rezistans pati a nan faktè anviwònman an tankou imidite, radyasyon UV, ak korozyon chimik. Penti pa sèlman amelyore aparans pati a, men kapab tou ajoute yon kouch siplemantè nan pwoteksyon. Polisaj ka bay pati a yon lis, wo-enteprete fini. Tretman sifas ka amelyore siyifikativman durability pati a ak apèl ayestetik. Pou egzanp, nan endistri otomobil la, yon pati ki byen kouvwi fib kabòn ka kenbe ekla li yo ak entegrite estriktirèl pou yon tan ki pi long, pandan y ap nan avyon, li ka kontribye nan pèfòmans an jeneral ak lonjevite nan eleman an.

 

Aplikasyon ak tandans nan lavni

14. Aplikasyon aktyèl yo

Pati fib kabòn yo te jwenn toupatou itilize nan tout endistri divès kalite. Nan sektè avyon an, yo te itilize nan zèl avyon, seksyon karleng, ak eleman motè, diminye pwa ak amelyore efikasite gaz. Endistri otomobil la anplwaye fib kabòn pou panno kò, pati enteryè, ak konpozan pèfòmans-amelyore, amelyore vitès machin ak manyen. Manifaktirè ekipman espò itilize li yo kreye rakèt tenis-wo pèfòmans, klib gòlf, ak bisiklèt. Anplis de sa, pati fib kabòn yo te itilize nan endistri a maren pou bato bato ak poto, ak nan sektè a enèji pou lam turbine van.

 

15. Tandans nan lavni

Tan kap vini an nan kabòn fib pati bòdi teknoloji se pwomèt, ak plizyè tandans kle émergentes. Dapre rechèch endistri a, pa 2030, se mache mondyal la fib kabòn espere grandi nan yon CAGR nan plis pase 10%. Yon tandans enpòtan se amelyorasyon pwosesis la. Avanse automatisation ak robotic yo pral de pli zan pli entegre nan pwosesis yo bòdi, diminye erè moun ak amelyore efikasite pwodiksyon an. Pou egzanp, plasman fib otomatik ka jisteman pozisyon fib, amelyore pwopriyete yo mekanik nan pati yo.

Rediksyon pri se yon lòt tandans enpòtan. Kòm komèsan pwodiksyon ogmante ak nouvo teknik fabrikasyon yo devlope, se pri a nan pati fib kabòn espere dekline. Sa a pral fè yo plis aksesib a yon seri pi laj nan endistri yo.

Finalman, pral gen yon ekspansyon nan zòn aplikasyon an. Pati fib kabòn gen plis chans yo antre nan endistri tankou elektwonik konsomatè yo, kote yo ka itilize pwopriyete ki lejè ak wo-fòs yo ka itilize nan bwat aparèy. Nan jaden medikal la, yo ka itilize nan pwotèz ak enstriman mizik chirijikal, ofri pi bon pèfòmans ak konfò pasyan yo.