Углерод җепселләре, XXI гасырда яңа материаллар патшасы буларак билгеле, материалларда якты энҗе.Углерод җепселләре (CF) - 90% тан артык углеродлы органик булмаган җепсел.Органик җепселләр (вискоз нигезендә, тишек нигезендә, полиакрилонитрил җепселләр һ.б.) пиролизланган һәм югары температурада углерод арка сөяген формалаштыру өчен карбонлаштырылган.
Көчле җепселнең яңа буыны буларак, углерод җепселләре механик һәм химик үзенчәлекләргә ия.Аның углерод материалларына хас характеристикалары гына түгел, текстиль җепселенең йомшаклыгы һәм эшкәртүчәнлеге дә бар.Шуңа күрә ул аэрокосмос, энергия җиһазлары, транспорт, спорт һәм ял өлкәләрендә киң кулланыла
Lightиңел авырлык: искиткеч эффектив стратегик яңа материал буларак, углерод җепселенең тыгызлыгы магний һәм бериллий белән диярлек, корычның 1/4 өлешеннән ким.Структур материал буларак углерод җепсел композитын куллану структур авырлыкны 30% - 40% киметергә мөмкин.
Strengthгары көч һәм югары модуль: углерод җепселенең конкрет көче корычка караганда 5 тапкыр, алюминий эретмәсе белән чагыштырганда 4 тапкыр югарырак;Конкрет модуль башка структур материаллардан 1,3-12,3 тапкыр.
Кечкенә киңәйтү коэффициенты: күпчелек углерод җепселләренең җылылык киңәю коэффициенты бүлмә температурасында тискәре, 0 200-400 at, һәм 1,5 1000 1000 ℃ 10-6 / K-тан ким булмаган 1,5, югары эш аркасында киңәйтү һәм деформацияләү җиңел түгел. температура.
Яхшы химик коррозиягә каршы тору: углерод җепселенең саф углеродлы матдәләре бар, һәм углерод - иң тотрыклы химик элементларның берсе, нәтиҗәдә кислота һәм алкалы мохиттә бик тотрыклы эшләве, ул барлык химик коррозиягә каршы продуктларга ясалырга мөмкин.
Көчле арыганлыкка каршы тору: углерод җепселенең структурасы тотрыклы.Полимер челтәр статистикасы буенча, миллионлаган цикл ару-талуны сынап караганнан соң, композитның көч тоту дәрәҗәсе әле 60%, корыч 40%, алюминий 30%, пыяла җепселле ныгытылган пластмасса 20 генә. % - 25%.
Карбон җепселенең композиты - углерод җепселен ныгыту.Углерод җепселен берүзе генә кулланып, билгеле бер функция уйный алса да, ул ватык материал.Матрица материалы белән кушылгач, углерод җепселенең композиты барлыкка килгәндә генә ул аның механик үзлекләренә яхшырак уйный һәм күбрәк йөк күтәрә ала.
Углерод җепселләре прекурсор төре, җитештерү ысулы һәм җитештерү кебек төрле үлчәмнәр буенча классификацияләнергә мөмкин
Прекурсор төре буенча: полиакрилонитрил (Пан) нигезендә, тишек нигезендә (изотроп, месофаз);Вискоз базасы (целлюлоза базасы, район базасы).Алар арасында полиакрилонитрил (Пан) нигезендәге углерод җепселләре төп агымны били, һәм аның чыгарылышы гомуми углерод җепселенең 90% тан артыгын тәшкил итә, ә вискозлы углерод җепселләре 1% тан ким түгел.
Manufacturingитештерү шартлары һәм ысуллары буенча: углерод җепселләре (800-1600 ℃), графит җепселләре (2000-3000 ℃), активлаштырылган углерод җепселләре, парлар үскән углерод җепселләре.
Механик үзлекләр буенча, аны гомуми типка һәм югары җитештерүчәнлек төренә бүлеп була: гомуми типтагы углерод җепселенең көче якынча 1000МПа, һәм модуль 100GPa тирәсе;Performanceгары җитештерүчәнлек төрен югары көч төренә (көч 2000мПа, 250гпа модуль) һәм югары модельгә (300гпа яки аннан да күбрәк) бүләргә мөмкин, алар арасында 4000мпадан зуррак көч шулай ук ультра югары көч тибы дип атала, һәм модуль 450гпадан зуррак. ультра югары модель дип атала.
Тарту зурлыгына карап, аны кечкенә тартмага һәм зур тартмага бүлеп була: кечкенә сөлге углерод җепселләре беренче этапта 1К, 3К һәм 6К тәшкил итә, әкренләп 12К һәм 24Кка әверелә, ул нигездә аэрокосмос, спортта кулланыла. һәм ял кырлары.48К-тан югары углерод җепселләре, гадәттә, зур тармагы булган углерод җепселләре дип атала, шул исәптән 48К, 60К, 80К һ.б., алар сәнәгать өлкәләрендә кулланыла.
Көчләнү көче һәм киеренке модуль - углерод җепселенең үзлекләрен бәяләү өчен ике төп күрсәткеч.Шуңа нигезләнеп, Кытай 2011-нче елда PAN нигезендәге углерод җепселенең (GB / t26752-2011) милли стандартын игълан итте. Шул ук вакытта, Торайның углерод җепселләре сәнәгатендә абсолют өстенлеге аркасында, күпчелек эчке җитештерүчеләр Торайның классификация стандартын да кабул итәләр. белешмә буларак.
1,2 югары киртәләр югары өстәмә кыйммәт китерә.Процессны яхшырту һәм массакүләм җитештерүне тормышка ашыру бәяне сизелерлек киметергә һәм эффективлыкны арттырырга мөмкин
1.2.1 тармакның техник киртәсе югары, прекурсор җитештерү - үзәк, һәм карбонлаштыру һәм оксидлаштыру төп
Углерод җепселен җитештерү процессы катлаулы, ул югары җиһаз һәм технология таләп итә.Linkәрбер сылтаманың төгәллеген, температурасын һәм вакытын контрольдә тоту соңгы продуктның сыйфатына зур йогынты ясаячак.Полиакрилонитрил углерод җепселләре чагыштырмача гади әзерләнү процессы, аз җитештерү бәясе һәм өч калдыкны утильләштерү аркасында хәзерге вакытта иң киң кулланылган һәм иң зур углерод җепселенә әйләнде.Төп чимал пропаны нефтьтән ясалырга мөмкин, һәм PAN углерод җепсел сәнәгате чылбыры төп энергиядән терминал куллануга кадәр тулы җитештерү процессын үз эченә ала.
Пропан нефтьтән пропан әзерләнгәннән соң, пропан сайлап алынган катализатор дегидрогенация (PDH) белән алынган;
Акрилонитрил пропиленны аммоксидацияләү ярдәмендә алынган.Полиакрилонитрил (Пан) прекурсоры полимерлаштыру һәм акрилонитрил әйләнү белән алынган;
Полиакрилонитрил алдан оксидлаштырылган, углерод җепселен алу өчен түбән һәм югары температурада карбонлаштырылган, углерод җепсел тукымасына һәм углерод җепселләре композитлары җитештерү өчен углерод җепселенә әзерләнергә мөмкин;
Углерод җепселләре резин, керамика һәм башка материаллар белән кушылып, углерод җепсел композитларын барлыкка китерәләр.Ниһаять, түбән агымдагы кушымталар өчен соңгы продуктлар төрле формалаштыру процесслары белән алына;
Прекурсорның сыйфаты һәм эш дәрәҗәсе углерод җепселенең соңгы эшләвен турыдан-туры билгели.Шуңа күрә, әйләнү эремәсенең сыйфатын яхшырту һәм прекурсор формалаштыру факторларын оптимальләштерү югары сыйфатлы углерод җепселен әзерләүдә төп пунктка әверелә.
"Полиакрилонитрил нигезендәге углерод җепсел прекурсорын җитештерү процессын тикшерү" мәгълүматлары буенча, әйләнү процессы нигездә өч категорияне үз эченә ала: дым әйләндерү, коры әйләнү һәм коры дым әйләнү.Хәзерге вакытта дым әйләндерү һәм коры дым әйләндерү, нигездә, илдә һәм чит илдә полиакрилонитрил прекурсоры җитештерү өчен кулланыла, алар арасында дым әйләндерү иң киң кулланыла.
Дым әйләнү башта әйләндергеч эремәне әйләндергеч тишектән чыгарып җибәрә, һәм әйләндергеч эремә кечкенә агым формасында коагуляция мунчасына керә.Полиакрилонитрил әйләнү эремәсенең әйләнү механизмы шунда: әйләнү эремәсендә һәм коагуляция мунчасында DMSO концентрациясе арасында зур аерма бар, һәм коагуляция мунчасында су концентрациясе белән полиакрилонитрил эремәсе арасында зур аерма бар.Aboveгарыдагы ике концентрация аермасының үзара тәэсире астында сыеклык ике юнәлештә тарала башлый, һәм ниһаять, масса күчерү, җылылык үткәрү, фаза тигезләнеше хәрәкәте һәм башка процесслар аша филаментларга күчә.
Прекурсор җитештергәндә, DMSO калдык күләме, җепсел күләме, монофиламент көче, модуль, озынлык, нефтьнең күләме һәм кайнап торган су кысылуы прекурсорның сыйфатына тәэсир итүче төп факторларга әверелә.DMSO калдык күләмен мисал итеп алсак, ул прекурсорның күренгән үзенчәлекләренә, кисемтә торышына һәм соңгы углерод җепсел продуктының CV кыйммәтенә тәэсир итә.DMSO калдык күләме түбән булса, продуктның җитештерүчәнлеге шулкадәр югары.Производствода, DMSO, нигездә, юу белән чыгарыла, шуңа күрә юу температурасын, вакытны, сусызландырылган су күләмен һәм юу циклы күләмен ничек контрольдә тоту мөһим бәйләнешкә әйләнә.
Qualityгары сыйфатлы полиакрилонитрил прекурсоры түбәндәге үзенчәлекләргә ия булырга тиеш: югары тыгызлык, югары кристалллык, тиешле көч, түгәрәк кисемтә, аз физик кимчелекләр, шома өслек һәм бердәм һәм тыгыз тире үзәк структурасы.
Карбонизация һәм оксидлашуның температурасын контрольдә тоту төп.Карбонизация һәм оксидлаштыру - прекурсордан углерод җепселенең соңгы продуктларын җитештерүдә мөһим адым.Бу адымда температураның төгәллеге һәм диапазоны төгәл контрольдә тотылырга тиеш, югыйсә, углерод җепсел продуктларының киеренкелеге сизелерлек тәэсир итәчәк, хәтта чыбык өзелүгә китерәчәк.
Преоксидация (200-300 ℃): прооксидация процессында PAN прекурсоры әкрен һәм йомшак оксидлаштырыла, оксидлаштыручы атмосферада билгеле киеренкелек кулланып, табак туры чылбыр нигезендә күп санлы боҗралар формалаштыра. югары температураны эшкәртүгә каршы тору максатына ирешү.
Карбонизация (максималь температура 1000 than ким түгел): карбонизация процессы инерт атмосферада үткәрелергә тиеш.Карбонизациянең башлангыч этабында табак чылбыры өзелә һәм үзара бәйләнеш реакциясе башлана;Температураның күтәрелүе белән җылылык таркалу реакциясе күп санлы кечкенә молекула газларын чыгара башлый, һәм графит структурасы барлыкка килә;Температура тагын да арткач, углерод күләме тиз арта һәм углерод җепселләре барлыкка килә.
Графитизация (2000 above өстендә дәвалау температурасы): графитизация углерод җепселләрен җитештерү өчен кирәкле процесс түгел, ә өстәмә процесс.Углерод җепселенең югары эластик модуласы көтелсә, графитизация кирәк;Әгәр дә углерод җепселенең югары көче көтелә икән, графитизация кирәк түгел.Графитизация процессында югары температура җепселне эшләнгән графит меш структурасын формалаштыра, һәм соңгы продуктны алу өчен структура рәсем белән берләштерелә.
Technicalгары техник киртәләр түбән агымдагы продуктларга өстәмә кыйммәт бирә, һәм авиация композитлары бәясе чимәк ефәккә караганда 200 тапкыр артыграк.Углерод җепселен әзерләү һәм катлаулы процессның авырлыгы аркасында, продуктлар түбәнрәк булса, өстәлгән кыйммәт шулкадәр югары.Бигрәк тә аэрокосмик кырда кулланылган югары очлы углерод җепсел композитлары өчен, чөнки агымдагы клиентларның ышанычлылыгы һәм тотрыклылыгы өчен бик катгый таләпләр булганга, продукт бәясе гади углерод җепселләре белән чагыштырганда геометрик үсешне күрсәтә.
Пост вакыты: 22-2021 июль