Ny fibre karbonika, fantatra amin'ny anarana hoe mpanjakan'ny fitaovana vaovao amin'ny taonjato faha-21, dia perla mamirapiratra amin'ny fitaovana.Fibre karbônina (CF) dia karazana fibre tsy ara-organika miaraka amin'ny votoatin'ny karbaona mihoatra ny 90%.Ny fibre organika (mifototra amin'ny viscose, mifototra amin'ny pitch, fibre mifototra amin'ny polyacrylonitrile, sns.) dia pirolyzed sy karbônina amin'ny mari-pana ambony mba hahatonga ny taolam-paty karbônina.
Amin'ny maha taranaka vaovao amin'ny fibre manamafy, ny fibre karbonika dia manana toetra mekanika sy simika tena tsara.Tsy vitan'ny hoe manana ny toetra raiki-tampisaka amin'ny fitaovana karbaona, fa koa ny malefaka sy ny processability ny lamba fibre.Noho izany, dia be mpampiasa amin'ny aerospace, angovo fitaovana, fitaterana, fanatanjahan-tena sy ny fialam-boly saha
Lanja maivana: amin'ny maha-fitaovana vaovao stratejika misy fampisehoana tsara, ny hakitroky ny fibre karbônina dia saika mitovy amin'ny an'ny magnesium sy beryllium, latsaky ny 1/4 an'ny vy.Ny fampiasana ny fibre karbônina ho fitaovana ara-drafitra dia mety hampihena ny lanjan'ny rafitra amin'ny 30% - 40%.
Hery avo sy modulus avo: ny tanjaky ny fibre karbônina dia avo 5 heny noho ny an'ny vy ary avo 4 heny noho ny an'ny firaka aluminium;Ny modulus manokana dia in-1.3-12.3 amin'ny fitaovana ara-drafitra hafa.
Kely fanitarana coefficient: ny mafana fanitarana coefficient ny ankamaroan'ny karbaona fibre dia ratsy amin'ny efitrano mari-pana, 0 amin'ny 200-400 ℃, ary 1.5 ihany amin'ny latsaky ny 1000 ℃ × 10-6 / K, tsy mora ny hanitatra sy deform noho ny asa avo. maripana.
Tsara simika fanoherana harafesina: karbaona fibre manana avo karbaona afa-po madio, ary ny karbaona dia iray amin'ireo singa simika mafy orina indrindra, ka mahatonga ny tena marin-toerana amin'ny asidra sy alkali tontolo iainana, izay azo atao amin'ny karazana simika rehetra manohitra ny harafesiny vokatra.
Ny fanoherana ny havizanana mahery: ny firafitry ny fibre karbônina dia miorina tsara.Araka ny antontan'isa amin'ny tambajotra polymère, aorian'ny tsingerina an-tapitrisany amin'ny adin-tsaina harerahana fitsapana, ny tanjaky ny fihazonana ny taham-pahavitrihana dia mbola 60%, raha ny an'ny vy dia 40%, ny alimo dia 30%, ary ny plastika vita amin'ny fitaratra vita amin'ny fitaratra dia 20 ihany. % - 25%.
Ny fitambaran'ny fibre karbônina dia ny fanamafisana indray ny fibre karbônina.Na dia azo ampiasaina irery aza ny fibre karbônina ary manao asa manokana, dia fitaovana mora vidy izy io.Rehefa ampiarahina amin'ny akora matrix mba hamorona fitambarana fibre karbônina izy io vao afaka manome lalao tsara kokoa ny toetra mekanika ananany ary mitondra entana bebe kokoa.
Ny fibre karbônina dia azo sokajiana araka ny refy samihafa toy ny karazana mialoha, ny fomba famokarana ary ny fampisehoana
Araka ny karazana precursor: polyacrylonitrile (Pan) mifototra, pitch mifototra (isotropic, mesophase);Viscose base (base cellulose, base rayon).Anisan'izany ny polyacrylonitrile (Pan) mifototra amin'ny fibre karbônina mitana ny toerana mahazatra, ary ny vokatra dia mihoatra ny 90% amin'ny fitambaran'ny fibre karbônina, raha ny fibre karbônina mifototra amin'ny viscose kosa dia latsaky ny 1%.
Araka ny fepetra sy ny fomba famokarana: fibre karbônina (800-1600 ℃), fibre grafit (2000-3000 ℃), fibre karbônina mavitrika, fibre karbônina mitombo.
Araka ny toetra mekanika, dia azo zaraina ho karazana ankapobeny sy karazana fampisehoana avo lenta: ny tanjaky ny fibre karbonika amin'ny ankapobeny dia manodidina ny 1000MPa, ary ny modulus dia manodidina ny 100GPa;Ny karazana fampisehoana avo dia azo zaraina ho karazana tanjaka avo (hery 2000mPa, modulus 250gpa) ary modely avo (modulus 300gpa na mihoatra), anisan'izany ny hery lehibe kokoa noho ny 4000mpa dia antsoina koa hoe karazana tanjaky ultra-high, ary ny modulus lehibe noho 450gpa dia antsoina hoe ultra-high model.
Araka ny haben'ny tow, dia azo zaraina ho tow kely sy tow lehibe: fibre karbaona kely tow dia tena 1K, 3K ary 6K amin'ny dingana voalohany, ary nivoatra tsikelikely ho 12K sy 24K, izay ampiasaina indrindra amin'ny aerospace, fanatanjahantena. ary saha fialam-boly.Ny fibre karbônina mihoatra ny 48K dia matetika antsoina hoe fibre karbônina lehibe, anisan'izany ny 48K, 60K, 80K, sns., izay ampiasaina indrindra amin'ny sehatry ny indostria.
Ny tanjaky ny tensile sy ny modulus tensile dia tondro roa lehibe hanombanana ny toetran'ny fibre karbonika.Miorina amin'izany, i Shina dia namoaka ny fenitra nasionaly ho an'ny fibre karbônina mifototra amin'ny PAN (GB / t26752-2011) tamin'ny 2011. Nandritra izany fotoana izany, noho ny tombony lehibe indrindra nataon'i Toray amin'ny indostrian'ny fibre karbonika manerantany, ny ankamaroan'ny mpanamboatra an-trano dia manaiky ny fenitra fanasokajiana an'i Toray. ho fanondroana.
1.2 ny sakana avo dia mitondra sanda fanampiny.Ny fanatsarana ny dingana sy ny fanatanterahana ny famokarana faobe dia mety hampihena be ny vidiny ary hampitombo ny fahombiazana
1.2.1 Ny sakana ara-teknika amin'ny indostria dia avo, ny famokarana mialoha no fototra, ary ny carbonization sy ny oxidation no fanalahidy.
Ny fizotran'ny famokarana fibre karbônina dia sarotra, izay mitaky fitaovana sy teknolojia avo lenta.Ny fanaraha-maso ny mari-pana, ny mari-pana ary ny fotoana amin'ny rohy tsirairay dia hisy fiantraikany lehibe amin'ny kalitaon'ny vokatra farany.Ny fibre karbônina polyacrylonitrile dia nanjary be mpampiasa indrindra sy ny fibre karbônina avo indrindra amin'izao fotoana izao noho ny fizotry ny fanomanana tsotra, ny vidin'ny famokarana ambany ary ny fanariana fako telo.Ny propane akora fototra dia azo atao amin'ny menaka maloto, ary ny rojo indostrian'ny fibre karbonika PAN dia ahitana dingana famokarana feno manomboka amin'ny angovo voalohany mankany amin'ny fampiharana terminal.
Taorian'ny nanomana ny propane avy amin'ny menaka maloto, ny propylene dia azo tamin'ny alàlan'ny dehydrogenation catalytic dehydrogenation (PDH) ny propane;
Acrylonitrile dia azo tamin'ny ammoxidation ny propylene.Ny précursor polyacrylonitrile (Pan) dia azo tamin'ny alàlan'ny polymerization sy ny fihodinan'ny acrylonitrile;
Polyacrylonitrile dia pre oxidized, carbonized amin'ny ambany sy ny mari-pana ambony mba hahazoana karbaona fibre, izay azo atao ho karbaona fibre lamba sy ny karbaona fibre prepreg ho an'ny famokarana ny karbaona fibre composites;
Ny fibre karbônina dia mitambatra amin'ny resin, seramika ary fitaovana hafa mba hamoronana fitambarana fibre karbônina.Farany, ny vokatra farany ho an'ny fampiharana ambany dia azo amin'ny alàlan'ny fizotry ny famolavolana isan-karazany;
Ny haavon'ny kalitao sy ny fahombiazan'ny precursor dia mamaritra mivantana ny fahombiazan'ny fibre karbona.Noho izany, ny fanatsarana ny kalitaon'ny vahaolana spinning sy ny fanatsarana ny anton'ny fiforonan'ny precursor dia lasa hevi-dehibe amin'ny fanomanana fibre karbonika avo lenta.
Araka ny "Fikarohana momba ny dingan'ny famokarana polyacrylonitrile mifototra amin'ny fibre karbônina mpialoha lalana", ny fizotry ny fihodinana dia ahitana sokajy telo indrindra: ny fihodinana mando, ny fihodinana maina ary ny fihodinana maina.Amin'izao fotoana izao, ny fanodinkodinana mando sy ny fanodinkodinana maina dia ampiasaina indrindra amin'ny famokarana polyacrylonitrile mpialoha lalana ao an-trano sy any ivelany, anisan'izany ny fihodin'ny lena no be mpampiasa indrindra.
Ny fanodinkodinana mando voalohany dia mamoaka ny vahaolana manodina avy amin'ny lavaka spinneret, ary ny vahaolana manodina dia miditra ao amin'ny fandroana coagulation amin'ny endrika mikoriana kely.Ny mekanika spinning ny polyacrylonitrile spinning vahaolana dia ny hoe misy elanelana lehibe eo amin'ny fifantohana ny DMSO amin'ny ranon-javatra sy ny coagulation fandroana, ary misy ihany koa ny elanelana lehibe eo amin'ny fifantohana ny rano ao amin'ny coagulation fandroana sy ny polyacrylonitrile vahaolana.Eo ambanin'ny fifaneraserana amin'ireo tsy fitovian'ny fifantohana roa etsy ambony, dia manomboka miparitaka amin'ny lalana roa ny ranoka, ary amin'ny farany dia mipoitra ao anaty filaments amin'ny alàlan'ny famindrana faobe, famindrana hafanana, hetsika equilibrium dingana ary dingana hafa.
Amin'ny famokarana mialoha, ny habetsaky ny DMSO sisa, ny haben'ny fibre, ny tanjaky ny monofilament, ny modulus, ny elongation, ny votoatin'ny menaka ary ny fihenan'ny rano mangotraka dia lasa lafin-javatra manan-danja izay misy fiantraikany amin'ny kalitaon'ny precursor.Raha raisina ho ohatra ny sisa tavela amin'ny DMSO, dia misy fiantraikany amin'ny toetra miharihary amin'ny precursor, ny fizaran-tany ary ny sandan'ny CV amin'ny vokatra fibre karbônina farany.Arakaraka ny ambany ny habetsaky ny DMSO, ny avo kokoa ny fahombiazan'ny vokatra.Amin'ny famokarana, ny DMSO dia esorina indrindra amin'ny fanasana, ka ny fomba hifehezana ny mari-pana fanasana, ny fotoana, ny habetsahan'ny rano tsy misy sira ary ny habetsaky ny tsingerin'ny fanasana dia lasa rohy manan-danja.
Ny mpialoha lalana polyacrylonitrile avo lenta dia tokony hanana ireto toetra manaraka ireto: hakitroky avo, kristaly avo lenta, tanjaka mety, fizarana boribory boribory, tsy dia misy kilema ara-batana, endrika malefaka sy fanamiana ary firafitry ny hoditra matevina.
Ny fifehezana ny mari-pana amin'ny carbonization sy ny oxidation no fanalahidy.Ny carbonization sy ny oxidation dia dingana tena ilaina amin'ny famokarana vokatra vita amin'ny fibre karbônina avy amin'ny precursor.Amin'ity dingana ity dia tokony hofehezina tsara ny mari-pana sy ny mari-pana, raha tsy izany dia hisy fiantraikany be ny tanjaky ny vokatra fibre karbônina, ary mety hitarika amin'ny fahatapahan'ny tariby mihitsy aza.
Preoxidation (200-300 ℃): ao amin'ny dingan'ny preoxidation, ny PAN mpialoha lalana dia miadana sy malefaka oxidized amin'ny alalan'ny fampiharana ny fihenjanana sasany ao amin'ny oxidizing atmosfera, mamorona be dia be ny peratra rafitra eo amin'ny fototry ny vilany mahitsy rojo vy. hahatratra ny tanjona amin'ny fanoherana ny fitsaboana hafanana ambony.
Carbonization (mari-pana ambony indrindra tsy ambany noho ny 1000 ℃): ny fizotry ny carbonization dia tokony hatao amin'ny atmosfera inert.Ao amin'ny dingana voalohany amin'ny carbonization, tapaka ny rojo pan ary manomboka ny fanehoan-kevitra mifamatotra;Miaraka amin'ny fitomboan'ny mari-pana, manomboka mamoaka gazy molekiola kely be dia be ny fanehoan-kevitry ny fahapotehan'ny hafanana, ary manomboka miforona ny rafitra grafita;Rehefa nitombo ny mari-pana, dia nitombo haingana ny votoatin'ny karbônina ary nanomboka niforona ny fibre karbônina.
Graphitization (fitsaboana mari-pana mihoatra ny 2000 ℃): graphitization dia tsy dingana ilaina amin'ny famokarana fibre karbonika, fa dingana tsy voatery.Raha andrasana ny modulus elastic avo lenta amin'ny fibre karbônina, ilaina ny graphitization;Raha andrasana ny hery ambony amin'ny fibre karbônina, dia tsy ilaina ny fanaovana grafit.Ao amin'ny dingan'ny graphitization, ny mari-pana ambony dia mahatonga ny fibre ho lasa rafitra graphite mesh novolavolaina, ary ny rafitra dia ampidirina amin'ny alàlan'ny sary mba hahazoana ny vokatra farany.
Ny sakana ara-teknika avo dia manome lanja fanampiny ho an'ny vokatra ambany, ary avo 200 heny noho ny landy manta ny vidin'ny fitambaran'ny fiaramanidina.Noho ny fahasarotana lehibe amin'ny fanomanana fibre karbônina sy ny dingana sarotra, ny ambany kokoa ny vokatra, ny ambony ny sanda fanampiny.Indrindra ho an'ny fibre karbonika avo lenta composites ampiasaina amin'ny sehatry ny aerospace, satria ny mpanjifa ambany dia manana fepetra henjana amin'ny fahamendrehany sy ny fahamarinany, ny vidin'ny vokatra dia mampiseho fitomboana maromaro geometrika raha oharina amin'ny fibre karbonika mahazatra.
Fotoana fandefasana: Jul-22-2021