Прымяненне ультракароткага вугляроднага валакна

Ультракароткае вугляроднае валакно з яго унікальнымі ўласцівасцямі, з'яўляючыся ключавым членам галіны перадавых кампазітаў, прыцягнула да сябе шырокую ўвагу ў многіх прамысловых і тэхналагічных галінах. Ён забяспечвае абсалютна новае рашэнне для высокіх характарыстык матэрыялаў, і глыбокае разуменне тэхналогій і працэсаў яго прымянення вельмі важна для развіцця сумежных галін.

Электронныя мікрафатаграфіі ультракароткіх вугляродных валокнаў

Як правіла, даўжыня ультракароткіх вугляродных валокнаў складае ад 0,1 да 5 мм, а іх шчыльнасць нізкая і складае 1,7 - 2 г/см³. Дзякуючы нізкай шчыльнасці 1,7 – 2,2 г/см³, трываласці на расцяжэнне 3000 – 7000 МПа і модулю пругкасці 200 – 700 ГПа гэтыя выдатныя механічныя ўласцівасці складаюць аснову для яго выкарыстання ў апорных канструкцыях. Акрамя таго, ён валодае выдатнай устойлівасцю да высокіх тэмператур і можа вытрымліваць высокія тэмпературы больш за 2000°C у неакісляльнай атмасферы.

Тэхналогія прымянення і працэс звышкароткіх вугляродных валокнаў у аэракасмічнай галіне

У аэракасмічнай сферы для армавання ў асноўным выкарыстоўваецца ультракароткае вугляроднае валакносмаламатрычныя кампазіты. Ключ гэтай тэхналогіі заключаецца ў раўнамерным размеркаванні вугляроднага валакна ў матрыцы смалы. Напрыклад, прыняцце тэхналогіі ультрагукавой дысперсіі можа эфектыўна парушыць з'яву агламерацыі вугляроднага валакна, так што каэфіцыент дысперсіі дасягае больш за 90%, забяспечваючы паслядоўнасць уласцівасцей матэрыялу. У той жа час, выкарыстанне тэхналогіі апрацоўкі паверхні валакна, такія як выкарыстаннезлучнае сродаклячэнне, можа зрабіцьвугляроднае валакноі трываласць злучэння смалы павялічылася на 30% - 50%.

У вытворчасці крылаў самалётаў і іншых структурных кампанентаў, выкарыстанне працэсу гарачага прэсавання бака. Перш за ўсё, ультракароткае вугляроднае валакно і смала, змешаныя з пэўнай прапорцыяй прэпрэга, напластоўваюцца ў бак гарачага прэса. Затым яго отверждают і фармуюць пры тэмпературы 120-180°C і ціску 0,5-1,5 МПа. Гэты працэс можа эфектыўна разрадзіць бурбалкі паветра ў кампазітным матэрыяле, каб забяспечыць шчыльнасць і высокую прадукцыйнасць вырабаў.

Тэхналогія і працэсы прымянення ультракароткіх вугляродных валокнаў у аўтамабільнай прамысловасці

Пры нанясенні ультракароткага вугляроднага валакна на аўтамабільныя дэталі ўпор робіцца на паляпшэнне яго сумяшчальнасці з базавым матэрыялам. Дзякуючы даданню спецыяльных сумяшчальнікаў, адгезія паміж вугляроднымі валокнамі і асноўнымі матэрыяламі (напрыклад,поліпрапілені г.д.) можна павялічыць прыкладна на 40%. У той жа час, каб палепшыць сваю прадукцыйнасць ва ўмовах складанага напружання, тэхналогія распрацоўкі арыентацыі валакна выкарыстоўваецца для рэгулявання напрамку выраўноўвання валокнаў у адпаведнасці з напрамкам нагрузкі на дэталі.

Працэс ліцця пад ціскам часта выкарыстоўваецца ў вытворчасці такіх дэталяў, як аўтамабільныя капоты. Ультракароткія вугляродныя валакна змешваюцца з часціцамі пластыка, а затым упырскваюцца ў паражніну формы з дапамогай высокай тэмпературы і ціску. Тэмпература ўпырску звычайна складае 200 - 280 ℃, ціск упырску - 50 - 150 МПа. Гэты працэс можа рэалізаваць хуткае фармаванне дэталяў складанай формы і можа забяспечыць раўнамернае размеркаванне вугляродных валокнаў у прадуктах.

Тэхналогія і працэс прымянення ультракароткага вугляроднага валакна ў галіне электронікі

У галіне электроннага рассейвання цяпла выкарыстанне цеплаправоднасці ультракароткіх вугляродных валокнаў з'яўляецца ключавым. Аптымізуючы ступень графітызацыі вугляроднага валакна, яго цеплаправоднасць можна павялічыць да больш чым 1000 Вт/(мК). Між тым, каб забяспечыць яго добры кантакт з электроннымі кампанентамі, тэхналогія металізацыі паверхні, такая як хімічнае нікеляванне, можа знізіць супраціў паверхні вугляроднага валакна больш чым на 80%.

Працэс парашковай металургіі можа быць выкарыстаны ў вытворчасці радыятараў кампутарных працэсараў. Ультракароткае вугляроднае валакно змешваюць з металічным парашком (напрыклад, медным парашком) і пякуць пад высокай тэмпературай і ціскам. Тэмпература спякання звычайна складае 500 - 900 °C, ціск - 20 - 50 МПа. Гэты працэс дазваляе вугляроднаму валакну ўтвараць добры канал цеплаправоднасці з металам і паляпшае эфектыўнасць рассейвання цяпла.

Ад аэракасмічнай да аўтамабільнай прамысловасці і электронікі, з бесперапыннымі інавацыямі ў галіне тэхналогій і аптымізацыі працэсаў, звышкаротківугляроднае валакнобудзе ззяць у большай колькасці абласцей, даючы больш моц для сучаснай навукі і тэхнікі і прамысловага развіцця.