Como miembro clave del campo de los compuestos avanzados, la fibra de carbono ultracorta, con sus propiedades únicas, ha despertado una amplia atención en muchos campos industriales y tecnológicos. Proporciona una solución completamente nueva para materiales de alto rendimiento, y una comprensión profunda de sus tecnologías y procesos de aplicación es esencial para impulsar el desarrollo de industrias relacionadas.
Micrografías electrónicas de fibras de carbono ultracortas.
Normalmente, la longitud de las fibras de carbono ultracortas oscila entre 0,1 y 5 mm y su densidad es baja, entre 1,7 y 2 g/cm³. Con una baja densidad de 1,7 – 2,2 g/cm³, una resistencia a la tracción de 3000 – 7000 MPa y un módulo de elasticidad de 200 – 700 GPa, estas excelentes propiedades mecánicas forman la base para su uso en estructuras portantes. Además, tiene una excelente resistencia a altas temperaturas y puede soportar altas temperaturas de más de 2000 °C en una atmósfera no oxidante.
Tecnología de aplicación y proceso de fibra de carbono ultracorta en el campo aeroespacial
En el campo aeroespacial, la fibra de carbono ultracorta se utiliza principalmente para reforzarresinacompuestos matriciales. La clave de la tecnología es hacer que la fibra de carbono se distribuya uniformemente en la matriz de resina. Por ejemplo, la adopción de tecnología de dispersión ultrasónica puede romper eficazmente el fenómeno de aglomeración de fibra de carbono, de modo que el coeficiente de dispersión alcance más del 90%, asegurando la consistencia de las propiedades del material. Al mismo tiempo, el uso de tecnología de tratamiento de superficies de fibras, como el uso deagente de acoplamientotratamiento, puede hacer que elfibra de carbonoy la fuerza de unión de la interfaz de resina aumentó entre un 30% y un 50%.
En la fabricación de alas de aviones y otros componentes estructurales, se utiliza el proceso de tanque de prensado en caliente. En primer lugar, la fibra de carbono ultracorta y la resina se mezclaron con una cierta proporción de material preimpregnado y se colocaron en capas en el tanque de prensado en caliente. Luego se cura y se moldea a una temperatura de 120 – 180 °C y una presión de 0,5 – 1,5 MPa. Este proceso puede descargar eficazmente las burbujas de aire en el material compuesto para garantizar la densidad y el alto rendimiento de los productos.
Tecnología y Procesos para la Aplicación de Fibra de Carbono Ultracorta en la Industria Automotriz
Al aplicar fibra de carbono ultracorta a piezas de automóviles, la atención se centra en mejorar su compatibilidad con el material base. Al agregar compatibilizadores específicos, la adhesión interfacial entre las fibras de carbono y los materiales base (p. ej.polipropileno, etc.) se puede aumentar en aproximadamente un 40%. Al mismo tiempo, para mejorar su rendimiento en entornos de tensión complejos, se utiliza la tecnología de diseño de orientación de fibras para ajustar la dirección de alineación de las fibras de acuerdo con la dirección de la tensión en la pieza.
El proceso de moldeo por inyección se utiliza a menudo en la fabricación de piezas como capós de automóviles. Las fibras de carbono ultracortas se mezclan con partículas de plástico y luego se inyectan en la cavidad del molde a alta temperatura y presión. La temperatura de inyección es generalmente de 200 a 280 ℃, la presión de inyección es de 50 a 150 MPa. Este proceso puede realizar el moldeado rápido de piezas de formas complejas y puede garantizar la distribución uniforme de las fibras de carbono en los productos.
Tecnología y proceso de aplicación de fibra de carbono ultracorta en el campo de la electrónica
En el campo de la disipación electrónica de calor, la utilización de la conductividad térmica de las fibras de carbono ultracortas es clave. Al optimizar el grado de grafitización de la fibra de carbono, su conductividad térmica se puede aumentar a más de 1000 W/(mK). Mientras tanto, para garantizar su buen contacto con los componentes electrónicos, la tecnología de metalización de superficies, como el niquelado químico, puede reducir la resistencia de la superficie de la fibra de carbono en más de un 80%.
El proceso de pulvimetalurgia se puede utilizar en la fabricación de disipadores de calor para CPU de computadora. La fibra de carbono ultracorta se mezcla con polvo metálico (por ejemplo, polvo de cobre) y se sinteriza a alta temperatura y presión. La temperatura de sinterización es generalmente de 500 a 900 °C y la presión de 20 a 50 MPa. Este proceso permite que la fibra de carbono forme un buen canal de conducción de calor con el metal y mejora la eficiencia de disipación de calor.
Desde la industria aeroespacial hasta la automotriz y la electrónica, con la innovación continua de tecnología y optimización de procesos, ultracortosfibra de carbonobrillará en más campos, inyectando un poder más poderoso para la ciencia y la tecnología modernas y el desarrollo industrial.
Hora de publicación: 20-dic-2024