Ως βασικό μέλος του τομέα των προηγμένων σύνθετων υλικών, οι εξαιρετικά βραχείες ίνες άνθρακα, με τις μοναδικές τους ιδιότητες, έχουν προκαλέσει ευρεία προσοχή σε πολλούς βιομηχανικούς και τεχνολογικούς τομείς. Παρέχει μια ολοκαίνουργια λύση για υψηλή απόδοση υλικών και η εις βάθος κατανόηση των τεχνολογιών και των διαδικασιών εφαρμογής του είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη των σχετικών βιομηχανιών.
Ηλεκτρονικές μικρογραφίες υπερκοντών ινών άνθρακα
Συνήθως, το μήκος των εξαιρετικά κοντών ινών άνθρακα είναι μεταξύ 0,1 – 5 mm και η πυκνότητά τους είναι χαμηλή στα 1,7 – 2 g/cm³. Με χαμηλή πυκνότητα 1,7 – 2,2 g/cm³, αντοχή εφελκυσμού 3000 – 7000 MPa και μέτρο ελαστικότητας 200 – 700 GPa, αυτές οι εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες αποτελούν τη βάση για τη χρήση του σε φέρουσες κατασκευές. Επιπλέον, έχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες άνω των 2000°C σε μη οξειδωτική ατμόσφαιρα.
Εφαρμογή τεχνολογίας και διαδικασίας εξαιρετικά βραχείας ίνας άνθρακα στον τομέα της αεροδιαστημικής
Στον αεροδιαστημικό τομέα, οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται κυρίως για την ενίσχυσηρητίνησύνθετα μήτρα. Το κλειδί της τεχνολογίας είναι να κάνει τις ίνες άνθρακα ομοιόμορφα διασκορπισμένες στη μήτρα της ρητίνης. Για παράδειγμα, η υιοθέτηση της τεχνολογίας διασποράς υπερήχων μπορεί να σπάσει αποτελεσματικά το φαινόμενο της συσσωμάτωσης ινών άνθρακα, έτσι ώστε ο συντελεστής διασποράς να φτάσει περισσότερο από 90%, διασφαλίζοντας τη συνέπεια των ιδιοτήτων του υλικού. Ταυτόχρονα, η χρήση τεχνολογίας επεξεργασίας επιφάνειας ινών, όπως η χρήση τουπαράγοντας σύζευξηςθεραπεία, μπορεί να κάνει τοανθρακονήματακαι η αντοχή του δεσμού διεπαφής ρητίνης αυξήθηκε κατά 30% – 50%.
Στην κατασκευή πτερυγίων αεροσκαφών και άλλων δομικών εξαρτημάτων, η χρήση της διαδικασίας δεξαμενής θερμής συμπίεσης. Πρώτα απ 'όλα, οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα και η ρητίνη αναμειγνύονται με μια ορισμένη αναλογία από prepreg, τοποθετημένα στο δοχείο θερμής πρέσας. Στη συνέχεια ωριμάζει και χυτεύεται σε θερμοκρασία 120 – 180°C και πίεση 0,5 – 1,5 MPa. Αυτή η διαδικασία μπορεί να εκκενώσει αποτελεσματικά τις φυσαλίδες αέρα στο σύνθετο υλικό για να εξασφαλίσει την πυκνότητα και την υψηλή απόδοση των προϊόντων.
Τεχνολογία και διεργασίες για την εφαρμογή εξαιρετικά βραχέων ινών άνθρακα στην αυτοκινητοβιομηχανία
Κατά την εφαρμογή εξαιρετικά κοντών ινών άνθρακα σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων, η εστίαση είναι στη βελτίωση της συμβατότητάς τους με το υλικό βάσης. Με την προσθήκη ειδικών συμβατών, η διεπιφανειακή πρόσφυση μεταξύ ινών άνθρακα και υλικών βάσης (π.χ.πολυπροπυλένιο, κ.λπ.) μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου 40%. Ταυτόχρονα, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοσή του σε σύνθετα περιβάλλοντα καταπόνησης, χρησιμοποιείται η τεχνολογία σχεδίασης προσανατολισμού ινών για την προσαρμογή της κατεύθυνσης ευθυγράμμισης των ινών σύμφωνα με την κατεύθυνση της τάσης στο εξάρτημα.
Η διαδικασία χύτευσης με έγχυση χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή εξαρτημάτων όπως κουκούλες αυτοκινήτου. Οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα αναμιγνύονται με πλαστικά σωματίδια και στη συνέχεια εγχέονται στην κοιλότητα του καλουπιού μέσω υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης. Η θερμοκρασία έγχυσης είναι γενικά 200 – 280 ℃, η πίεση έγχυσης είναι 50 – 150 MPa. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιήσει την ταχεία χύτευση σύνθετων εξαρτημάτων και μπορεί να εξασφαλίσει την ομοιόμορφη κατανομή των ινών άνθρακα στα προϊόντα.
Τεχνολογία και Διαδικασία Εφαρμογής Υπερβραχυπρόθεσμων ινών άνθρακα στον τομέα της Ηλεκτρονικής
Στον τομέα της ηλεκτρονικής απαγωγής θερμότητας, η αξιοποίηση της θερμικής αγωγιμότητας των εξαιρετικά κοντών ινών άνθρακα είναι καίριας σημασίας. Με τη βελτιστοποίηση του βαθμού γραφιτοποίησης των ανθρακονημάτων, η θερμική του αγωγιμότητα μπορεί να αυξηθεί σε περισσότερο από 1000W/(mK). Εν τω μεταξύ, για να διασφαλιστεί η καλή επαφή του με ηλεκτρονικά εξαρτήματα, η τεχνολογία επιμετάλλωσης επιφανειών, όπως η χημική επινικελίωση, μπορεί να μειώσει την επιφανειακή αντίσταση των ανθρακονημάτων κατά περισσότερο από 80%.
Η διαδικασία μεταλλουργίας σκόνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή ψυκτών CPU υπολογιστών. Η εξαιρετικά βραχεία ίνα άνθρακα αναμιγνύεται με σκόνη μετάλλου (π.χ. σκόνη χαλκού) και πυροσυσσωματώνεται υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης είναι γενικά 500 – 900°C και η πίεση είναι 20 – 50 MPa. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στις ίνες άνθρακα να σχηματίσουν ένα καλό κανάλι αγωγιμότητας θερμότητας με το μέταλλο και βελτιώνει την απόδοση απαγωγής θερμότητας.
Από την αεροδιαστημική στην αυτοκινητοβιομηχανία έως τα ηλεκτρονικά, με τη συνεχή καινοτομία της τεχνολογίας και τη βελτιστοποίηση διαδικασιών, εξαιρετικά σύντομηανθρακονήματαθα λάμψει σε περισσότερους τομείς, δίνοντας μεγαλύτερη δύναμη για τη σύγχρονη επιστήμη και τεχνολογία και τη βιομηχανική ανάπτυξη.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-20-2024