En tant qu'élément clé du domaine des composites avancés, la fibre de carbone ultra-courte, avec ses propriétés uniques, a suscité une large attention dans de nombreux domaines industriels et technologiques. Il fournit une toute nouvelle solution pour les matériaux hautes performances, et une compréhension approfondie de ses technologies et processus d’application est essentielle pour stimuler le développement des industries connexes.
Micrographies électroniques de fibres de carbone ultracourtes
En règle générale, la longueur des fibres de carbone ultra-courtes est comprise entre 0,1 et 5 mm et leur densité est faible, entre 1,7 et 2 g/cm³. Avec une faible densité de 1,7 à 2,2 g/cm³, une résistance à la traction de 3 000 à 7 000 MPa et un module d'élasticité de 200 à 700 GPa, ces excellentes propriétés mécaniques constituent la base de son utilisation dans les structures porteuses. De plus, il présente une excellente résistance aux hautes températures, et peut supporter des températures élevées supérieures à 2000°C dans une atmosphère non oxydante.
Technologie d'application et processus de fibre de carbone ultra-courte dans le domaine aérospatial
Dans le domaine aérospatial, la fibre de carbone ultra-courte est principalement utilisée pour renforcerrésinecomposites matriciels. La clé de la technologie est de disperser uniformément la fibre de carbone dans la matrice de résine. Par exemple, l'adoption de la technologie de dispersion ultrasonique peut efficacement briser le phénomène d'agglomération des fibres de carbone, de sorte que le coefficient de dispersion atteigne plus de 90 %, garantissant ainsi la cohérence des propriétés du matériau. Dans le même temps, l'utilisation de technologies de traitement de surface des fibres, telles que l'utilisation deagent de couplagetraitement, peut rendre lefibre de carboneet la force de liaison de l'interface de la résine a augmenté de 30 à 50 %.
Dans la fabrication d'ailes d'avion et d'autres composants structurels, utilisation du procédé de pressage à chaud. Tout d'abord, la fibre de carbone ultra-courte et la résine mélangées à une certaine proportion de préimprégné, superposées dans le réservoir de presse à chaud. Il est ensuite durci et moulé à une température de 120 à 180°C et une pression de 0,5 à 1,5MPa. Ce processus peut évacuer efficacement les bulles d'air dans le matériau composite pour garantir la densité et la haute performance des produits.
Technologie et processus pour l'application de la fibre de carbone ultra-courte dans l'industrie automobile
Lors de l’application de fibres de carbone ultra-courtes sur des pièces automobiles, l’accent est mis sur l’amélioration de leur compatibilité avec le matériau de base. En ajoutant des compatibilisants spécifiques, l'adhésion interfaciale entre les fibres de carbone et les matériaux de base (par exemplepolypropylène, etc.) peut être augmenté d’environ 40 %. Dans le même temps, afin d'améliorer ses performances dans des environnements de contraintes complexes, la technologie de conception d'orientation des fibres est utilisée pour ajuster la direction d'alignement des fibres en fonction de la direction de contrainte sur la pièce.
Le procédé de moulage par injection est souvent utilisé dans la fabrication de pièces telles que les capots d’automobiles. Des fibres de carbone ultra-courtes sont mélangées à des particules de plastique puis injectées dans la cavité du moule à haute température et pression. La température d'injection est généralement de 200 à 280 ℃, la pression d'injection est de 50 à 150 MPa. Ce processus peut réaliser le moulage rapide de pièces de forme complexe et assurer la répartition uniforme des fibres de carbone dans les produits.
Technologie et processus d'application de la fibre de carbone ultra-courte dans le domaine de l'électronique
Dans le domaine de la dissipation thermique électronique, l’utilisation de la conductivité thermique des fibres de carbone ultra-courtes est essentielle. En optimisant le degré de graphitisation de la fibre de carbone, sa conductivité thermique peut être augmentée jusqu'à plus de 1 000 W/(mK). Parallèlement, pour garantir son bon contact avec les composants électroniques, la technologie de métallisation de surface, telle que le nickelage chimique, peut réduire la résistance de surface de la fibre de carbone de plus de 80 %.
Le procédé de métallurgie des poudres peut être utilisé dans la fabrication de dissipateurs thermiques pour processeurs d’ordinateurs. La fibre de carbone ultra-courte est mélangée à de la poudre métallique (par exemple de la poudre de cuivre) et frittée à haute température et pression. La température de frittage est généralement de 500 à 900°C et la pression est de 20 à 50 MPa. Ce processus permet à la fibre de carbone de former un bon canal de conduction thermique avec le métal et améliore l'efficacité de la dissipation thermique.
De l'aérospatiale à l'industrie automobile en passant par l'électronique, avec l'innovation continue de la technologie et l'optimisation des processus, l'ultra-courtfibre de carbonebrillera dans davantage de domaines, injectant une puissance plus puissante pour la science et la technologie modernes et le développement industriel.
Heure de publication : 20 décembre 2024