Som et centralt medlem af det avancerede kompositområde har ultrakort kulfiber med sine unikke egenskaber udløst bred opmærksomhed inden for mange industrielle og teknologiske områder. Det giver en helt ny løsning til høj ydeevne af materialer, og en dybdegående forståelse af dens applikationsteknologier og processer er afgørende for at drive udviklingen af relaterede industrier.
Elektronmikrofotografier af ultrakorte kulfibre
Typisk er længden af ultrakorte kulfibre mellem 0,1 – 5 mm, og deres tæthed er lav ved 1,7 – 2 g/cm³. Med en lav densitet på 1,7 – 2,2 g/cm³, en trækstyrke på 3000 – 7000 MPa og et elasticitetsmodul på 200 – 700GPa danner disse fremragende mekaniske egenskaber grundlaget for dets anvendelse i bærende konstruktioner. Derudover har den fremragende højtemperaturbestandighed og kan modstå høje temperaturer på over 2000°C i en ikke-oxiderende atmosfære.
Anvendelsesteknologi og proces af ultrakort kulfiber i luft- og rumfartsområdet
I rumfartsområdet bruges ultrakort kulfiber hovedsageligt til at forstærkeharpiksmatrix kompositter. Nøglen til teknologien er at gøre kulfiberen jævnt fordelt i harpiksmatrixen. For eksempel kan vedtagelse af ultralydsspredningsteknologi effektivt bryde fænomenet kulfiberagglomerering, så spredningskoefficienten når mere end 90%, hvilket sikrer konsistensen af materialeegenskaber. Samtidig er brugen af fiber overfladebehandling teknologi, såsom brugen afkoblingsmiddelbehandling, kan gørekulfiberog harpiksgrænsefladebindingsstyrken steg med 30 % – 50 %.
Ved fremstilling af flyvinger og andre strukturelle komponenter, brugen af varmpresning af tankproces. Først og fremmest, den ultrakorte kulfiber og harpiks blandet med en vis andel lavet af prepreg, lagt i den varme pressetank. Derefter hærdes og støbes det ved en temperatur på 120 – 180°C og et tryk på 0,5 – 1,5 MPa. Denne proces kan effektivt udlede luftboblerne i kompositmaterialet for at sikre produkternes tæthed og høje ydeevne.
Teknologi og processer til anvendelse af ultrakort kulfiber i bilindustrien
Når du anvender ultrakort kulfiber på bildele, er fokus på at forbedre dets kompatibilitet med basismaterialet. Ved at tilføje specifikke kompatibilisatorer kan grænsefladeadhæsionen mellem kulfibre og basismaterialer (fpolypropylenosv.) kan øges med omkring 40 %. På samme tid, for at forbedre dens ydeevne i komplekse stressmiljøer, bruges fiberorienteringsdesignteknologi til at justere retningen af fiberjustering i henhold til spændingsretningen på delen.
Sprøjtestøbningsprocessen bruges ofte til fremstilling af dele såsom motorhjelm. Ultrakorte kulfibre blandes med plastikpartikler og sprøjtes derefter ind i støbeformens hulrum gennem høj temperatur og tryk. Injektionstemperaturen er generelt 200 – 280 ℃, indsprøjtningstrykket er 50 – 150 MPa. Denne proces kan realisere den hurtige støbning af komplekse formede dele og kan sikre en ensartet fordeling af kulfibre i produkterne.
Teknologi og proces for anvendelse af ultrakort kulfiber på elektronikområdet
Inden for elektronisk varmeafledning er udnyttelsen af termisk ledningsevne af ultrakorte kulfibre nøglen. Ved at optimere grafitiseringsgraden af kulfiber kan dens varmeledningsevne øges til mere end 1000W/(mK). For at sikre dens gode kontakt med elektroniske komponenter kan overflademetalliseringsteknologi, såsom kemisk nikkelbelægning, reducere overflademodstanden af kulfiber med mere end 80%.
Pulvermetallurgiprocessen kan bruges til fremstilling af computer-CPU-køleplader. Den ultrakorte kulfiber blandes med metalpulver (f.eks. kobberpulver) og sintres under høj temperatur og tryk. Sintringstemperaturen er generelt 500 – 900°C, og trykket er 20 – 50 MPa. Denne proces gør det muligt for kulfiberen at danne en god varmeledningskanal med metallet og forbedrer varmeafledningseffektiviteten.
Fra rumfart til bilindustri til elektronik, med den kontinuerlige innovation af teknologi og procesoptimering, ultrakortkulfibervil skinne på flere områder og tilføre mere kraftfuld kraft til moderne videnskab og teknologi og industriel udvikling.
Indlægstid: 20. december 2024