Прымяненне ультра-кароткага вугляроднага валакна

Як ключавы член поля Advanced Composites, ультра-кароткае вугляроднае валокна з яго унікальнымі ўласцівасцямі выклікаў шырокую ўвагу ў многіх прамысловых і тэхналагічных галінах. Ён дае зусім новае рашэнне для высокіх паказчыкаў матэрыялаў, а паглыбленае разуменне яго тэхналогій і працэсаў для прымянення мае важнае значэнне для развіцця адпаведных галін.

Электронныя мікраграфіі з ультракароткай вугляроднай валакна

Звычайна даўжыня ультра-кароткачасовых вугляродных валокнаў складае ад 0,1 да 5 мм, а іх шчыльнасць нізкая ў 1,7-2 г/см³. З нізкай шчыльнасцю 1,7-2,2 г/см³, трываласць пры расцяжэнні 3000-7000 МПа і модуль эластычнасці 200-700GPA, гэтыя выдатныя механічныя ўласцівасці складаюць аснову для яго выкарыстання ў структурах, якія нясуць нагрузку. Акрамя таго, ён валодае выдатнай высокай тэмпературнай устойлівасцю і вытрымлівае высокую тэмпературу больш за 2000 ° С у не-акіснай атмасферы.

Тэхналогія нанясення і працэс ультра-кароткага вугляроднага валакна ў аэракасмічным полі

У аэракасмічным полі ультра-кароткае вугляроднае валокну ў асноўным выкарыстоўваецца для ўмацаваннясмалаМатрычныя кампазіты. Ключом тэхналогіі з'яўляецца тое, каб зрабіць вугляродныя валакна раўнамерна рассеяны ў матрыцы смалы. Напрыклад, прыняцце ультрагукавой тэхналогіі дысперсіі можа эфектыўна парушыць з'яву агламерацыі вугляродных валокнаў, так што каэфіцыент дысперсіі дасягае больш за 90%, забяспечваючы ўзгодненасць матэрыяльных уласцівасцей. У той жа час выкарыстанне тэхналогіі лячэння валакна, напрыклад, выкарыстаннеМуфтавы агентлячэнне, можа зрабіцьвугляроднае валакноі сіла аблігацыі інтэрфейсу смалы павялічылася на 30% - 50%.

У вытворчасці крылаў самалётаў і іншых структурных кампанентаў выкарыстанне працэсу гарачага націску. Перш за ўсё, ультракароткае вугляроднае валакно і смала змешаныя з пэўнай доляй, зробленай з PrepReg, напластаваны ў гарачы прэс-рэзервуар. Затым яго вылечваюць і ляпваюць пры тэмпературы 120 - 180 ° С і ціск 0,5 - 1,5 МПа. Гэты працэс можа эфектыўна выкідваць паветраныя бурбалкі ў кампазітны матэрыял, каб забяспечыць шчыльнасць і высокія характарыстыкі прадуктаў.

Тэхналогіі і працэсы прымянення ультра-кароткага вугляроднага валакна ў аўтамабільнай прамысловасці

Пры ўжыванні ультра-кароткага вугляроднага валакна да аўтамабільных дэталяў асноўная ўвага надаецца паляпшэнню яго сумяшчальнасці з базавым матэрыялам. Дадаўшы пэўныя сумяшчальнікі, міжфазная адгезія паміж вугляроднымі валокнамі і асноўнымі матэрыяламі (напрыклад,поліпрапілені г.д.) можна павялічыць прыблізна на 40%. У той жа час, каб палепшыць свае характарыстыкі ў складаных стрэсавых умовах, тэхналогія дызайну арыентацыі валакна выкарыстоўваецца для карэкціроўкі кірунку выраўноўвання валокнаў у залежнасці ад кірунку стрэсу на частцы.

Працэс ліцця ўпырску часта выкарыстоўваецца пры вытворчасці такіх дэталяў, як аўтамабільныя выцяжкі. Ультра-кароткачасовыя вугляродныя валокны змешваюць з пластыкавымі часціцамі, а затым уводзяць у паражніну формы праз высокую тэмпературу і ціск. Тэмпература ўпырску звычайна складае 200 - 280 ℃, ціск упырску складае 50 - 150 МПа. Гэты працэс можа ўсвядоміць хуткае ліццё складаных формаў і можа забяспечыць раўнамернае размеркаванне вугляродных валокнаў у прадуктах.

Тэхналогія і працэс ультра-кароткага ўжывання вугляродных валокнаў у галіне электронікі

У галіне электроннага рассейвання цяпла, галоўнае выкарыстанне цеплаправоднасці ўльтра-кароткачасовых вугляродных валокнаў. Аптымізаваўшы ступень графітызацыі вугляродных валокнаў, яе цеплаправоднасць можа павялічвацца да больш чым 1000 Вт/(МК). Між тым, каб забяспечыць яго добры кантакт з электроннымі кампанентамі, тэхналогіяй металізацыі паверхні, напрыклад, хімічнай пакрыццём нікеля, можа знізіць павярхоўны супраціў вугляроднага валокнаў больш чым на 80%.

Працэс парашка металургіі можа быць выкарыстаны пры вытворчасці радыятарскіх радыятараў камп'ютэрнага працэсара. Ультракароткае вугляроднае валакно змешваюць з металічным парашком (напрыклад, з медным парашком) і спяваюць пры высокай тэмпературы і ціску. Тэмпература спякання звычайна складае 500 - 900 ° С, а ціск складае 20 - 50 МПа. Гэты працэс дазваляе вугляродным валакном утвараць добры канал цеплаправоднасці з металам і павышае эфектыўнасць рассейвання цяпла.

Ад аэракасмічнай да аўтамабільнай прамысловасці да электронікі з пастаянным інавацыям тэхналогій і аптымізацыі працэсаў, ультра-кароткачасовайвугляроднае валакнобудзе свеціць у большых сферах, уводзячы больш магутную сілу для сучаснай навукі і тэхналогій і прамысловага развіцця.