Cymhwyso Ffibr Carbon Ultra-Fyr

Fel aelod allweddol o faes cyfansoddion uwch, mae ffibr carbon ultra-fyr, gyda'i briodweddau unigryw, wedi denu sylw eang mewn llawer o feysydd diwydiannol a thechnolegol. Mae'n darparu ateb newydd sbon ar gyfer perfformiad uchel deunyddiau, ac mae dealltwriaeth fanwl o'i dechnolegau a'i brosesau cymhwysiad yn hanfodol i yrru datblygiad diwydiannau cysylltiedig.

Micrograffau electron o ffibrau carbon ultra-fyr

Yn nodweddiadol, mae hyd ffibrau carbon ultra-fyr rhwng 0.1 – 5mm, ac mae eu dwysedd yn isel ar 1.7 – 2g/cm³. Gyda dwysedd isel o 1.7 – 2.2g/cm³, cryfder tynnol o 3000 – 7000MPa a modwlws elastigedd o 200 – 700GPa, mae'r priodweddau mecanyddol rhagorol hyn yn sail i'w ddefnydd mewn strwythurau sy'n dwyn llwyth. Yn ogystal, mae ganddo wrthwynebiad tymheredd uchel rhagorol, a gall wrthsefyll tymereddau uchel o dros 2000°C mewn awyrgylch nad yw'n ocsideiddio.

Technoleg a Phroses Cymhwyso Ffibr Carbon Ultra-Fyr mewn Maes Awyrofod

Ym maes awyrofod, defnyddir ffibr carbon ultra-fyr yn bennaf i atgyfnerthuresincyfansoddion matrics. Allwedd y dechnoleg yw gwneud i'r ffibr carbon gael ei wasgaru'n gyfartal yn y matrics resin. Er enghraifft, gall mabwysiadu technoleg gwasgariad uwchsonig dorri ffenomen crynhoi ffibr carbon yn effeithiol, fel bod y cyfernod gwasgariad yn cyrraedd mwy na 90%, gan sicrhau cysondeb priodweddau deunydd. Ar yr un pryd, mae defnyddio technoleg trin wyneb ffibr, fel defnyddioasiant cyplutriniaeth, gall wneud yffibr carbona chynyddodd cryfder bond rhyngwyneb resin 30% – 50%.

Wrth gynhyrchu adenydd awyrennau a chydrannau strwythurol eraill, defnyddir proses tanc gwasgu poeth. Yn gyntaf oll, mae'r ffibr carbon ultra-fyr a'r resin wedi'u cymysgu â chyfran benodol o'r prepreg wedi'u rhoi mewn haenau yn y tanc gwasgu poeth. Yna caiff ei halltu a'i fowldio ar dymheredd o 120 - 180 ° C a phwysau o 0.5 - 1.5 MPa. Gall y broses hon ryddhau'r swigod aer yn y deunydd cyfansawdd yn effeithiol i sicrhau dwysedd a pherfformiad uchel y cynhyrchion.

Technoleg a Phrosesau ar gyfer Cymhwyso Ffibr Carbon Ultra-Fyr yn y Diwydiant Modurol

Wrth gymhwyso ffibr carbon ultra-fyr i rannau modurol, y ffocws yw gwella ei gydnawsedd â'r deunydd sylfaen. Trwy ychwanegu cydnawseddyddion penodol, mae'r adlyniad rhyngwynebol rhwng ffibrau carbon a deunyddiau sylfaen (e.e.polypropylen, ac ati) gellir cynyddu tua 40%. Ar yr un pryd, er mwyn gwella ei berfformiad mewn amgylcheddau straen cymhleth, defnyddir technoleg dylunio cyfeiriadedd ffibr i addasu cyfeiriad aliniad ffibr yn ôl cyfeiriad straen ar y rhan.

Defnyddir y broses fowldio chwistrellu yn aml wrth gynhyrchu rhannau fel cwfli ceir. Mae ffibrau carbon uwch-fyr yn cael eu cymysgu â gronynnau plastig ac yna'n cael eu chwistrellu i geudod y mowld trwy dymheredd a phwysau uchel. Mae tymheredd y chwistrelliad fel arfer rhwng 200 a 280 ℃, a'r pwysau chwistrellu rhwng 50 a 150 MPa. Gall y broses hon wireddu mowldio cyflym rhannau cymhleth eu siâp, a gall sicrhau dosbarthiad unffurf o ffibrau carbon yn y cynhyrchion.

Technoleg a Phroses Cymhwysiad Ffibr Carbon Ultra-Fyr mewn Maes Electroneg

Ym maes gwasgaru gwres electronig, mae defnyddio dargludedd thermol ffibrau carbon ultra-fyr yn allweddol. Drwy optimeiddio gradd graffiteiddio ffibr carbon, gellir cynyddu ei ddargludedd thermol i fwy na 1000W/(mK). Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau ei gyswllt da â chydrannau electronig, gall technoleg meteleiddio arwyneb, fel platio nicel cemegol, leihau gwrthiant arwyneb ffibr carbon o fwy nag 80%.

Gellir defnyddio proses meteleg powdr wrth gynhyrchu sinciau gwres CPU cyfrifiadurol. Mae'r ffibr carbon ultra-fyr yn cael ei gymysgu â phowdr metel (e.e. powdr copr) a'i sinteru o dan dymheredd a phwysau uchel. Mae'r tymheredd sinteru fel arfer rhwng 500 a 900°C a'r pwysau rhwng 20 a 50 MPa. Mae'r broses hon yn galluogi'r ffibr carbon i ffurfio sianel dargludiad gwres da gyda'r metel ac yn gwella effeithlonrwydd afradu gwres.

O awyrofod i'r diwydiant modurol i electroneg, gyda'r arloesedd parhaus mewn technoleg ac optimeiddio prosesau, ultra-fyrffibr carbonbydd yn disgleirio mewn mwy o feysydd, gan chwistrellu mwy o bŵer pwerus ar gyfer gwyddoniaeth a thechnoleg fodern a datblygiad diwydiannol.