Com a membre clau del camp dels compostos avançats, la fibra de carboni ultracurta, amb les seves propietats úniques, ha despertat una atenció generalitzada en molts camps industrials i tecnològics. Proporciona una solució totalment nova per a un alt rendiment dels materials, i una comprensió en profunditat de les seves tecnologies i processos d'aplicació és essencial per impulsar el desenvolupament de les indústries relacionades.
Micrografies electròniques de fibres de carboni ultracurtes
Normalment, la longitud de les fibres de carboni ultracurtes és d'entre 0,1 i 5 mm i la seva densitat és baixa entre 1,7 i 2 g/cm³. Amb una baixa densitat d'1,7 – 2,2 g/cm³, una resistència a la tracció de 3000 – 7000MPa i un mòdul d'elasticitat de 200 – 700GPa, aquestes excel·lents propietats mecàniques constitueixen la base per al seu ús en estructures de càrrega. A més, té una excel·lent resistència a les altes temperatures i pot suportar altes temperatures de més de 2000 °C en una atmosfera no oxidant.
Tecnologia d'aplicació i procés de fibra de carboni ultracurta en el camp aeroespacial
En el camp aeroespacial, la fibra de carboni ultra curta s'utilitza principalment per reforçarresinacompostos de matriu. La clau de la tecnologia és fer que la fibra de carboni es dispersi uniformement a la matriu de resina. Per exemple, l'adopció de la tecnologia de dispersió ultrasònica pot trencar eficaçment el fenomen d'aglomeració de fibra de carboni, de manera que el coeficient de dispersió arribi a més del 90%, garantint la consistència de les propietats del material. Al mateix temps, l'ús de tecnologia de tractament de superfícies de fibra, com ara l'ús deagent d'acoblamenttractament, pot fer elfibra de carbonii la força d'unió de la interfície de resina va augmentar entre un 30% i un 50%.
En la fabricació d'ales d'avions i altres components estructurals, l'ús del procés de tanc de premsat en calent. En primer lloc, la fibra de carboni ultracurta i la resina es barregen amb una certa proporció de preimpregnat, en capes al dipòsit de premsa en calent. Després es cura i modela a una temperatura de 120 – 180 °C i una pressió de 0,5 – 1,5 MPa. Aquest procés pot descarregar eficaçment les bombolles d'aire del material compost per garantir la densitat i l'alt rendiment dels productes.
Tecnologia i processos per a l'aplicació de fibra de carboni ultracurta a la indústria de l'automoció
Quan s'aplica fibra de carboni ultra-curta a peces d'automòbil, l'objectiu és millorar la seva compatibilitat amb el material base. Mitjançant l'addició de compatibilitzadors específics, l'adhesió interfacial entre les fibres de carboni i els materials base (ppolipropilè, etc.) es pot augmentar en un 40%. Al mateix temps, per tal de millorar el seu rendiment en entorns d'estrès complexos, s'utilitza la tecnologia de disseny d'orientació de fibra per ajustar la direcció de l'alineació de la fibra segons la direcció de l'estrès de la peça.
El procés d'emmotllament per injecció s'utilitza sovint en la fabricació de peces com ara capotes d'automòbils. Les fibres de carboni ultra-curtes es barregen amb partícules de plàstic i després s'injecten a la cavitat del motlle a través d'alta temperatura i pressió. La temperatura d'injecció és generalment de 200 a 280 ℃, la pressió d'injecció és de 50 a 150 MPa. Aquest procés pot realitzar l'emmotllament ràpid de peces de forma complexa i pot garantir la distribució uniforme de les fibres de carboni als productes.
Tecnologia i procés d'aplicació de fibra de carboni ultracurta en el camp de l'electrònica
En el camp de la dissipació de calor electrònica, la utilització de la conductivitat tèrmica de les fibres de carboni ultracurtes és clau. En optimitzar el grau de grafitització de la fibra de carboni, la seva conductivitat tèrmica es pot augmentar a més de 1000 W/(mK). Mentrestant, per garantir el seu bon contacte amb components electrònics, la tecnologia de metal·lització superficial, com ara el niquelat químic, pot reduir la resistència superficial de la fibra de carboni en més d'un 80%.
El procés de metal·lúrgia de pols es pot utilitzar en la fabricació de dissipadors de calor de CPU d'ordinadors. La fibra de carboni ultra curta es barreja amb pols metàl·lica (per exemple, pols de coure) i es sinteritza a alta temperatura i pressió. La temperatura de sinterització és generalment de 500 a 900 °C i la pressió és de 20 a 50 MPa. Aquest procés permet que la fibra de carboni formi un bon canal de conducció de calor amb el metall i millora l'eficiència de dissipació de calor.
Des de la indústria aeroespacial fins a l'automoció fins a l'electrònica, amb la innovació contínua de la tecnologia i l'optimització de processos, ultra-curtfibra de carbonibrillarà en més camps, injectant un poder més potent per a la ciència i la tecnologia modernes i el desenvolupament industrial.
Hora de publicació: 20-12-2024