Примена на ултра-кратки јаглеродни влакна

Како клучен член во полето на напредни композити, ултракратките јаглеродни влакна, со своите уникатни својства, предизвикаа широко внимание во многу индустриски и технолошки области. Тие обезбедуваат сосема ново решение за високи перформанси на материјалите, а длабинското разбирање на технологиите и процесите за нивна примена е од суштинско значење за поттикнување на развојот на сродните индустрии.

Електронски микрографии на ултракратки јаглеродни влакна

Типично, должината на ултракратките јаглеродни влакна е помеѓу 0,1 – 5 mm, а нивната густина е ниска од 1,7 – 2 g/cm³. Со мала густина од 1,7 – 2,2 g/cm³, затегнувачка цврстина од 3000 – 7000 MPa и модул на еластичност од 200 – 700 GPa, овие одлични механички својства ја формираат основата за негова употреба во носечки конструкции. Покрај тоа, има одлична отпорност на високи температури и може да издржи високи температури над 2000°C во неоксидирачка атмосфера.

Технологија на примена и процес на ултракратки јаглеродни влакна во воздухопловната област

Во воздухопловната област, ултракратките јаглеродни влакна главно се користат за зајакнувањесмоламатрични композити. Клучот на технологијата е јаглеродните влакна да бидат рамномерно дисперзирани во смолестата матрица. На пример, усвојувањето на ултразвучна дисперзиона технологија може ефикасно да го прекине феноменот на агломерација на јаглеродни влакна, така што коефициентот на дисперзија достигнува повеќе од 90%, обезбедувајќи конзистентност на својствата на материјалот. Во исто време, употребата на технологија за површинска обработка на влакна, како што е употребата насредство за спојувањетретман, може да го направијаглеродни влакнаи јачината на врската помеѓу смолата и површината се зголеми за 30% – 50%.

Во производството на авионски крила и други структурни компоненти, се користи процес на резервоар за топло пресување. Прво, ултракратките јаглеродни влакна и смолата измешани со одреден дел од препрег, се нанесуваат во резервоарот за топло пресување. Потоа се стврднува и обликува на температура од 120 - 180°C и притисок од 0,5 - 1,5MPa. Овој процес може ефикасно да ги испразни воздушните меурчиња во композитниот материјал за да се обезбеди густина и високи перформанси на производите.

Технологија и процеси за примена на ултракратки јаглеродни влакна во автомобилската индустрија

При нанесување на ултракратки јаглеродни влакна на автомобилски делови, фокусот е на подобрување на нивната компатибилност со основниот материјал. Со додавање на специфични компатибилни средства, се подобрува меѓуфазната адхезија помеѓу јаглеродните влакна и основните материјали (на пр.полипропилен, итн.) може да се зголеми за околу 40%. Во исто време, со цел да се подобрат неговите перформанси во сложени средини со стрес, технологијата за дизајнирање на ориентација на влакна се користи за прилагодување на насоката на порамнување на влакната според насоката на стрес на делот.

Процесот на лиење со вбризгување често се користи во производството на делови како што се хауби за автомобили. Ултракратките јаглеродни влакна се мешаат со пластични честички, а потоа се вбризгуваат во шуплината на калапот под висока температура и притисок. Температурата на вбризгување е генерално 200 - 280 ℃, притисокот на вбризгување е 50 - 150 MPa. Овој процес може да реализира брзо лиење на сложени обликувани делови и може да обезбеди рамномерна распределба на јаглеродните влакна во производите.

Технологија и процес на примена на ултракратки јаглеродни влакна во областа на електрониката

Во областа на електронската дисипација на топлина, искористувањето на топлинската спроводливост на ултракратките јаглеродни влакна е клучно. Со оптимизирање на степенот на графитизација на јаглеродните влакна, нивната топлинска спроводливост може да се зголеми на повеќе од 1000W/(mK). Во меѓувреме, за да се обезбеди добар контакт со електронските компоненти, технологијата за површинска метализација, како што е хемиското никелирање, може да ја намали површинската отпорност на јаглеродните влакна за повеќе од 80%.

Процесот на прашкаста металургија може да се користи во производството на ладилници за компјутерски процесори. Ултракратките јаглеродни влакна се мешаат со метален прав (на пр. бакарен прав) и се синтеруваат под висока температура и притисок. Температурата на синтерување е генерално 500 - 900°C, а притисокот е 20 - 50 MPa. Овој процес им овозможува на јаглеродните влакна да формираат добар канал за спроводливост на топлина со металот и ја подобрува ефикасноста на дисипација на топлина.

Од воздухопловството до автомобилската индустрија до електрониката, со континуирана иновација на технологијата и оптимизација на процесите, ултра-краткојаглеродни влакнаќе блесне во повеќе области, внесувајќи поголема моќ во модерната наука и технологија и индустрискиот развој.