יישום של סיבי פחמן קצרים במיוחד

כחבר מפתח בתחום המרוכבים המתקדמים, סיבי פחמן קצרים במיוחד, בעלי תכונותיו הייחודיות, עוררו תשומת לב נרחבת בתחומים תעשייתיים וטכנולוגיים רבים. הוא מספק פתרון חדש לגמרי לביצועים גבוהים של חומרים, והבנה מעמיקה של טכנולוגיות היישום והתהליכים שלו חיונית כדי להניע את הפיתוח של תעשיות קשורות.

מיקרוסקופ אלקטרוני של סיבי פחמן קצרים במיוחד

בדרך כלל, אורכם של סיבי פחמן קצרים במיוחד הוא בין 0.1 - 5 מ"מ, והצפיפות שלהם נמוכה ב-1.7 - 2 גרם/ס"מ³. עם צפיפות נמוכה של 1.7 - 2.2g/cm³, חוזק מתיחה של 3000 - 7000MPa ומודול אלסטיות של 200 - 700GPa, תכונות מכניות מצוינות אלו מהוות את הבסיס לשימוש שלה במבנים נושאי עומס. בנוסף, יש לו עמידות מצוינת לטמפרטורות גבוהות, והוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות של מעל 2000 מעלות צלזיוס באווירה לא מחמצנת.

טכנולוגיית יישום ותהליך של סיבי פחמן קצרים במיוחד בתחום התעופה והחלל

בתחום התעופה והחלל משתמשים בעיקר בסיבי פחמן קצרים במיוחד לחיזוקשְׂרָףחומרים מרוכבים של מטריקס. המפתח של הטכנולוגיה הוא להפוך את סיבי הפחמן לפיזור שווה במטריצת השרף. לדוגמה, אימוץ טכנולוגיית פיזור קולי יכול לשבור ביעילות את תופעת הצבירה של סיבי פחמן, כך שמקדם הפיזור מגיע ליותר מ-90%, מה שמבטיח את העקביות של תכונות החומר. במקביל, השימוש בטכנולוגיית טיפול משטח סיבים, כגון השימוש בסוכן צימודטיפול, יכול לעשות אתסיבי פחמןוחוזק הקשר ממשק שרף עלה ב-30% - 50%.

בייצור של כנפי מטוסים ורכיבים מבניים אחרים, השימוש בתהליך טנק כבישה חמה. קודם כל, סיבי הפחמן והשרף הקצרים במיוחד מעורבבים עם פרופורציה מסוימת העשויים מקדם פרג, שכבות לתוך מיכל הכבישה החמה. לאחר מכן הוא נרפא ויצוק בטמפרטורה של 120 - 180 מעלות צלזיוס ולחץ של 0.5 - 1.5MPa. תהליך זה יכול לפרוק ביעילות את בועות האוויר בחומר המרוכב כדי להבטיח את הצפיפות והביצועים הגבוהים של המוצרים.

טכנולוגיה ותהליכים ליישום סיבי פחמן קצרים במיוחד בתעשיית הרכב

בעת יישום סיבי פחמן קצרים במיוחד על חלקי רכב, ההתמקדות היא בשיפור התאימות שלו לחומר הבסיס. על ידי הוספת חומרי תאימות ספציפיים, ההדבקה הממשקית בין סיבי פחמן וחומרי בסיס (למשלפוליפרופילןוכו') ניתן להגדיל בכ-40%. יחד עם זאת, על מנת לשפר את ביצועיו בסביבות מתח מורכבות, נעשה שימוש בטכנולוגיית עיצוב אוריינטציה של סיבים כדי להתאים את כיוון יישור הסיבים בהתאם לכיוון הלחץ על החלק.

תהליך ההזרקה משמש לעתים קרובות בייצור של חלקים כגון מנדפים לרכב. סיבי פחמן קצרים במיוחד מעורבבים עם חלקיקי פלסטיק ואז מוזרקים לחלל התבנית באמצעות טמפרטורה ולחץ גבוהים. טמפרטורת ההזרקה היא בדרך כלל 200 - 280 ℃, לחץ ההזרקה הוא 50 - 150 MPa. תהליך זה יכול לממש את היציקה המהירה של חלקים בעלי צורה מורכבת, ויכול להבטיח פיזור אחיד של סיבי פחמן במוצרים.

טכנולוגיה ותהליך של יישום סיבי פחמן קצר במיוחד בתחום האלקטרוניקה

בתחום פיזור חום אלקטרוני, ניצול מוליכות תרמית של סיבי פחמן קצרים במיוחד הוא המפתח. על ידי אופטימיזציה של דרגת הגרפיטיזציה של סיבי פחמן, ניתן להגדיל את המוליכות התרמית שלו ליותר מ-1000W/(mK). בינתיים, כדי להבטיח מגע טוב עם רכיבים אלקטרוניים, טכנולוגיית מתכת פני השטח, כגון ציפוי ניקל כימי, יכולה להפחית את עמידות פני השטח של סיבי פחמן ביותר מ-80%.

תהליך מתכות אבקה יכול לשמש בייצור של גופי קירור של מעבד מחשב. סיבי הפחמן הקצרים במיוחד מעורבבים עם אבקת מתכת (למשל אבקת נחושת) ומוסננים בטמפרטורה ולחץ גבוהים. טמפרטורת הסינטר היא בדרך כלל 500 - 900 מעלות צלזיוס והלחץ הוא 20 - 50 MPa. תהליך זה מאפשר לסיבי הפחמן ליצור תעלת הולכת חום טובה עם המתכת ומשפר את יעילות פיזור החום.

מתעופה וחלל לתעשיית הרכב ועד אלקטרוניקה, עם חדשנות מתמשכת של טכנולוגיה ואופטימיזציה של תהליכים, קצר במיוחדסיבי פחמןיזרח בעוד תחומים, תוך הזרקת כוח רב יותר עבור מדע וטכנולוגיה מודרניים ופיתוח תעשייתי.