Como membro fundamental do campo de compósitos avançados, a fibra de carbono ultracurta, com suas propriedades únicas, tem despertado grande interesse em diversos setores industriais e tecnológicos. Ela oferece uma solução totalmente nova para materiais de alto desempenho, e um profundo conhecimento de suas tecnologias e processos de aplicação é essencial para impulsionar o desenvolvimento de indústrias relacionadas.
Micrografias eletrônicas de fibras de carbono ultracurtas
Tipicamente, o comprimento das fibras de carbono ultracurtas varia entre 0,1 e 5 mm, e sua densidade é baixa, de 1,7 a 2 g/cm³. Com baixa densidade de 1,7 a 2,2 g/cm³, resistência à tração de 3.000 a 7.000 MPa e módulo de elasticidade de 200 a 700 GPa, essas excelentes propriedades mecânicas constituem a base para seu uso em estruturas de suporte de carga. Além disso, possui excelente resistência a altas temperaturas, podendo suportar temperaturas acima de 2.000 °C em atmosfera não oxidante.
Tecnologia e Processo de Aplicação de Fibra de Carbono Ultracurta no Campo Aeroespacial
No campo aeroespacial, a fibra de carbono ultracurta é usada principalmente para reforçarresinaCompósitos de matriz. A chave da tecnologia é fazer com que a fibra de carbono seja dispersa uniformemente na matriz de resina. Por exemplo, a adoção da tecnologia de dispersão ultrassônica pode efetivamente interromper o fenômeno de aglomeração da fibra de carbono, de modo que o coeficiente de dispersão atinja mais de 90%, garantindo a consistência das propriedades do material. Ao mesmo tempo, o uso de tecnologias de tratamento de superfície de fibra, como o uso deagente de acoplamentotratamento, pode fazer ofibra de carbonoe a resistência da ligação da interface da resina aumentou em 30% – 50%.
Na fabricação de asas de aeronaves e outros componentes estruturais, utiliza-se o processo de prensagem a quente em tanques. Primeiramente, a fibra de carbono ultracurta e a resina, misturadas com uma certa proporção de pré-impregnado, são depositadas em camadas no tanque de prensagem a quente. Em seguida, são curadas e moldadas a uma temperatura de 120 a 180 °C e a uma pressão de 0,5 a 1,5 MPa. Este processo pode efetivamente descarregar as bolhas de ar no material compósito, garantindo a densidade e o alto desempenho dos produtos.
Tecnologia e Processos para Aplicação de Fibra de Carbono Ultracurta na Indústria Automotiva
Ao aplicar fibra de carbono ultracurta em peças automotivas, o foco está em melhorar sua compatibilidade com o material de base. Ao adicionar compatibilizantes específicos, a adesão interfacial entre as fibras de carbono e os materiais de base (por exemplo,polipropileno, etc.) pode ser aumentado em cerca de 40%. Ao mesmo tempo, para melhorar seu desempenho em ambientes de estresse complexos, a tecnologia de design de orientação de fibras é utilizada para ajustar a direção do alinhamento das fibras de acordo com a direção do estresse na peça.
O processo de moldagem por injeção é frequentemente utilizado na fabricação de peças como capôs de automóveis. Fibras de carbono ultracurtas são misturadas com partículas de plástico e, em seguida, injetadas na cavidade do molde sob alta temperatura e pressão. A temperatura de injeção é geralmente de 200 a 280 ℃ e a pressão de injeção é de 50 a 150 MPa. Este processo permite a moldagem rápida de peças com formas complexas e garante a distribuição uniforme das fibras de carbono nos produtos.
Tecnologia e Processo de Aplicação de Fibra de Carbono Ultracurta na Área Eletrônica
No campo da dissipação de calor em componentes eletrônicos, a utilização da condutividade térmica das fibras de carbono ultracurtas é fundamental. Ao otimizar o grau de grafitização da fibra de carbono, sua condutividade térmica pode ser aumentada para mais de 1000 W/(mK). Além disso, para garantir seu bom contato com componentes eletrônicos, a tecnologia de metalização de superfície, como a niquelagem química, pode reduzir a resistência superficial da fibra de carbono em mais de 80%.
O processo de metalurgia do pó pode ser utilizado na fabricação de dissipadores de calor para CPUs de computadores. A fibra de carbono ultracurta é misturada com pó metálico (por exemplo, pó de cobre) e sinterizada sob alta temperatura e pressão. A temperatura de sinterização é geralmente de 500 a 900 °C e a pressão, de 20 a 50 MPa. Esse processo permite que a fibra de carbono forme um bom canal de condução de calor com o metal, melhorando a eficiência de dissipação de calor.
Da indústria aeroespacial à automotiva e à eletrônica, com a inovação contínua da tecnologia e otimização de processos, o ultracurtofibra de carbonobrilhará em mais campos, injetando mais poder para a ciência e tecnologia modernas e para o desenvolvimento industrial.
Data de publicação: 20/12/2024