Sebagai bagian penting dalam bidang komposit canggih, serat karbon ultra-pendek, dengan sifat uniknya, telah menarik perhatian luas di banyak bidang industri dan teknologi. Ini memberikan solusi baru untuk material berkinerja tinggi, dan pemahaman mendalam tentang teknologi dan proses penerapannya sangat penting untuk mendorong pengembangan industri terkait.
Mikrograf elektron dari serat karbon ultrashort
Biasanya, panjang serat karbon ultra-pendek adalah antara 0,1 – 5 mm, dan kepadatannya rendah yaitu 1,7 – 2g/cm³. Dengan kepadatan rendah 1,7 – 2,2g/cm³, kekuatan tarik 3000 – 7000MPa dan modulus elastisitas 200 – 700GPa, sifat mekanik yang sangat baik ini menjadi dasar penggunaannya dalam struktur penahan beban. Selain itu, ia memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, dan dapat menahan suhu tinggi lebih dari 2000°C dalam atmosfer non-oksidasi.
Teknologi Penerapan dan Proses Serat Karbon Ultra Pendek di Bidang Dirgantara
Di bidang kedirgantaraan, serat karbon ultra pendek terutama digunakan untuk memperkuatdamarkomposit matriks. Kunci dari teknologi ini adalah membuat serat karbon tersebar merata di matriks resin. Misalnya, penerapan teknologi dispersi ultrasonik dapat secara efektif memutus fenomena aglomerasi serat karbon, sehingga koefisien dispersi mencapai lebih dari 90%, sehingga menjamin konsistensi sifat material. Pada saat yang sama, penggunaan teknologi perawatan permukaan serat, seperti penggunaanagen koplingpengobatan, dapat membuatserat karbondan kekuatan ikatan antarmuka resin meningkat sebesar 30% – 50%.
Dalam pembuatan sayap pesawat dan komponen struktural lainnya, penggunaan proses tangki pengepresan panas. Pertama-tama, serat karbon ultra-pendek dan resin dicampur dengan proporsi tertentu yang terbuat dari prepreg, dimasukkan ke dalam tangki pengepres panas. Kemudian diawetkan dan dicetak pada suhu 120 – 180°C dan tekanan 0,5 – 1,5MPa. Proses ini dapat secara efektif mengeluarkan gelembung udara pada material komposit untuk memastikan kepadatan dan kinerja produk yang tinggi.
Teknologi dan Proses Penerapan Serat Karbon Ultra Pendek pada Industri Otomotif
Saat menerapkan serat karbon ultra-pendek pada suku cadang otomotif, fokusnya adalah meningkatkan kompatibilitasnya dengan bahan dasar. Dengan menambahkan bahan penyesuai tertentu, adhesi antarmuka antara serat karbon dan bahan dasar (mispolipropilen, dll.) dapat ditingkatkan sekitar 40%. Pada saat yang sama, untuk meningkatkan kinerjanya dalam lingkungan tegangan yang kompleks, teknologi desain orientasi serat digunakan untuk menyesuaikan arah penyelarasan serat sesuai dengan arah tegangan pada bagian tersebut.
Proses injection molding sering digunakan dalam pembuatan suku cadang seperti kap mobil. Serat karbon ultra pendek dicampur dengan partikel plastik dan kemudian disuntikkan ke dalam rongga cetakan melalui suhu dan tekanan tinggi. Suhu injeksi umumnya 200 – 280 ℃, tekanan injeksi 50 – 150 MPa. Proses ini dapat mewujudkan pencetakan cepat bagian-bagian berbentuk kompleks, dan dapat memastikan distribusi serat karbon yang seragam dalam produk.
Teknologi dan Proses Penerapan Serat Karbon Ultra Pendek di Bidang Elektronika
Di bidang pembuangan panas elektronik, pemanfaatan konduktivitas termal serat karbon ultra-pendek adalah kuncinya. Dengan mengoptimalkan tingkat grafitisasi serat karbon, konduktivitas termalnya dapat ditingkatkan hingga lebih dari 1000W/(mK). Sementara itu, untuk memastikan kontak yang baik dengan komponen elektronik, teknologi metalisasi permukaan, seperti pelapisan nikel kimia, dapat mengurangi ketahanan permukaan serat karbon hingga lebih dari 80%.
Proses metalurgi serbuk dapat digunakan dalam pembuatan heatsink CPU komputer. Serat karbon ultra-pendek dicampur dengan bubuk logam (misalnya bubuk tembaga) dan disinter pada suhu dan tekanan tinggi. Suhu sintering umumnya 500 – 900°C dan tekanan 20 – 50 MPa. Proses ini memungkinkan serat karbon membentuk saluran konduksi panas yang baik dengan logam dan meningkatkan efisiensi pembuangan panas.
Dari industri luar angkasa, otomotif, hingga elektronik, dengan inovasi teknologi dan optimalisasi proses yang berkelanjutan, dalam waktu yang sangat singkatserat karbonakan bersinar di lebih banyak bidang, menyuntikkan kekuatan yang lebih kuat untuk ilmu pengetahuan dan teknologi modern serta pengembangan industri.
Waktu posting: 20 Des-2024