تطبيق ألياف الكربون الفائقة

كعضو رئيسي في مجال المركبات المتقدمة ، أثارت ألياف الكربون الفائقة ، بخصائصه الفريدة ، اهتمامًا واسع النطاق في العديد من المجالات الصناعية والتكنولوجية. إنه يوفر حلاً جديدًا للأداء العالي للمواد ، وفهم متعمق لتقنيات وعمليات التطبيق الخاصة بها أمر ضروري لدفع تطوير الصناعات ذات الصلة.

صورة مجهرية للإلكترون من ألياف الكربون الفائقة

عادةً ما يتراوح طول ألياف الكربون الفائقة بين 0.1-5 مم ، وكثافتها منخفضة عند 1.7-2 جم/سم مكعب. بكثافة منخفضة من 1.7-2.2G/cm³ ، قوة شد من 3000-7000MPa ومعامل مرونة من 200 إلى 700GPA ، تشكل هذه الخصائص الميكانيكية الممتازة الأساس لاستخدامها في هياكل الحمل. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحتوي على مقاومة ممتازة عالية في درجة الحرارة ، ويمكنه تحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 2000 درجة مئوية في جو غير مؤكسد.

تكنولوجيا التطبيق وعملية ألياف الكربون الفائقة في مجال الفضاء

في حقل الفضاء ، تستخدم ألياف الكربون الفائقة بشكل أساسي لتعزيزراتنجمركبات المصفوفة. مفتاح التكنولوجيا هو جعل ألياف الكربون مشتتة بالتساوي في مصفوفة الراتنج. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي اعتماد تكنولوجيا التشتت بالموجات فوق الصوتية إلى كسر ظاهرة تكتل ألياف الكربون بشكل فعال ، بحيث يصل معامل التشتت إلى أكثر من 90 ٪ ، مما يضمن اتساق خصائص المواد. في الوقت نفسه ، استخدام تكنولوجيا معالجة سطح الألياف ، مثل استخداموكيل اقترانالعلاج ، يمكن أن تجعلألياف الكربونوزادت قوة رابطة واجهة الراتنج بنسبة 30 ٪ - 50 ٪.

في تصنيع أجنحة الطائرات والمكونات الهيكلية الأخرى ، استخدام عملية الخزانات الضغط الساخنة. بادئ ذي بدء ، فإن ألياف الكربون الفائقة والراتنج مختلطة بنسبة معينة مصنوعة من prepreg ، طبقة في خزان الصحافة الساخنة. ثم يتم علاجها وملبعة عند درجة حرارة تتراوح من 120 إلى 180 درجة مئوية وضغط من 0.5 - 1.5 ميجا باسكال. يمكن لهذه العملية أن تصف بفعالية فقاعات الهواء في المادة المركبة لضمان كثافة المنتجات والأداء العالي.

التكنولوجيا وعمليات تطبيق ألياف الكربون الفائقة في صناعة السيارات

عند تطبيق ألياف الكربون الفائقة على أجزاء السيارات ، فإن التركيز على تحسين توافقه مع المادة الأساسية. عن طريق إضافة مواطنات محددة ، التصاق الوجه بين ألياف الكربون والمواد الأساسية (على سبيل المثالالبولي بروبيلين، وما إلى ذلك) يمكن زيادة بحوالي 40 ٪. في الوقت نفسه ، من أجل تحسين أدائها في بيئات الإجهاد المعقدة ، يتم استخدام تقنية تصميم اتجاه الألياف لضبط اتجاه محاذاة الألياف وفقًا لاتجاه الإجهاد على الجزء.

غالبًا ما تستخدم عملية صب الحقن في تصنيع أجزاء مثل أغطية السيارات. يتم خلط ألياف الكربون الفائقة مع جزيئات بلاستيكية ثم يتم حقنها في تجويف القالب من خلال درجة حرارة عالية وضغط. درجة حرارة الحقن عمومًا 200 - 280 ℃ ، يكون ضغط الحقن 50 - 150 ميجا باسكال. يمكن أن تدرك هذه العملية الصب السريع للأجزاء المعقدة على شكل ، ويمكن أن يضمن التوزيع الموحد لألياف الكربون في المنتجات.

التكنولوجيا وعملية تطبيق ألياف الكربون فائقة القصة في مجال الإلكترونيات

في مجال تبديد الحرارة الإلكترونية ، يعد استخدام الموصلية الحرارية لألياف الكربون الفائقة المفتاح. من خلال تحسين درجة الرسوم البيانية لألياف الكربون ، يمكن زيادة الموصلية الحرارية إلى أكثر من 1000 واط/(MK). وفي الوقت نفسه ، لضمان اتصالها الجيد بالمكونات الإلكترونية ، فإن تقنية المعادن السطحية ، مثل طلاء النيكل الكيميائي ، يمكن أن تقلل من مقاومة السطح لألياف الكربون بأكثر من 80 ٪.

يمكن استخدام عملية المعادن للمسحوق في تصنيع غرفة تحريرات CPU. يتم خلط ألياف الكربون فائقة القصة بمسحوق معدني (على سبيل المثال مسحوق النحاس) ويتثخه تحت درجة حرارة عالية وضغط. تكون درجة حرارة التلبد عمومًا 500 - 900 درجة مئوية والضغط من 20 إلى 50 ميجا باسكال. تمكن هذه العملية ألياف الكربون من تشكيل قناة توصيل حرارة جيدة مع المعدن وتحسن كفاءة تبديد الحرارة.

من الفضاء الفضائي إلى صناعة السيارات إلى الإلكترونيات ، مع الابتكار المستمر للتكنولوجيا وتحسين العمليات ، فائقة التقديرألياف الكربونسوف يلمع في المزيد من المجالات ، مما يضخ قوة أكثر قوة للعلوم والتكنولوجيا الحديثة والتنمية الصناعية.