Aplicarea fibrei de carbon ultra-scurte

Fiind un membru cheie al domeniului compozitelor avansate, fibra de carbon ultrascurtă, cu proprietățile sale unice, a declanșat o atenție larg răspândită în multe domenii industriale și tehnologice. Oferă o soluție nou-nouță pentru înaltă performanță a materialelor, iar o înțelegere aprofundată a tehnologiilor și proceselor sale de aplicare este esențială pentru a stimula dezvoltarea industriilor conexe.

Micrografii electronice ale fibrelor de carbon ultrascurte

În mod obișnuit, lungimea fibrelor de carbon ultra-scurte este între 0,1 – 5 mm, iar densitatea lor este scăzută la 1,7 – 2 g/cm³. Cu o densitate scăzută de 1,7 – 2,2 g/cm³, o rezistență la tracțiune de 3000 – 7000 MPa și un modul de elasticitate de 200 – 700 GPa, aceste proprietăți mecanice excelente formează baza pentru utilizarea sa în structuri portante. În plus, are o rezistență excelentă la temperaturi ridicate și poate rezista la temperaturi ridicate de peste 2000°C într-o atmosferă neoxidantă.

Tehnologia de aplicare și procesul de fibre de carbon ultrascurte în domeniul aerospațial

În domeniul aerospațial, fibra de carbon ultra-scurtă este folosită în principal pentru întărirerăşinăcompozite matriceale. Cheia tehnologiei este de a face ca fibra de carbon să fie uniform dispersată în matricea de rășină. De exemplu, adoptarea tehnologiei de dispersie cu ultrasunete poate sparge eficient fenomenul de aglomerare a fibrei de carbon, astfel încât coeficientul de dispersie să ajungă la mai mult de 90%, asigurând consistența proprietăților materialului. În același timp, utilizarea tehnologiei de tratare a suprafeței cu fibre, cum ar fi utilizareaagent de cuplaretratament, poate facefibra de carboniar puterea de aderență a interfeței rășinii a crescut cu 30% – 50%.

În fabricarea aripilor de aeronave și a altor componente structurale, utilizarea procesului de presare la cald a rezervorului. În primul rând, fibra de carbon ultrascurtă și rășina amestecate cu o anumită proporție din preimpregnat, stratificate în rezervorul de presare la cald. Se întărește apoi și se modelează la o temperatură de 120 – 180°C și o presiune de 0,5 – 1,5MPa. Acest proces poate evacua eficient bulele de aer din materialul compozit pentru a asigura densitatea și performanța ridicată a produselor.

Tehnologie și procese pentru aplicarea fibrei de carbon ultrascurte în industria auto

Atunci când se aplică fibră de carbon ultrascurtă pe piesele de automobile, se pune accent pe îmbunătățirea compatibilității acesteia cu materialul de bază. Prin adăugarea de compatibilizatori specifici, aderența interfacială dintre fibrele de carbon și materialele de bază (de expolipropilenă, etc.) poate fi mărită cu aproximativ 40%. În același timp, pentru a-și îmbunătăți performanța în medii complexe de stres, tehnologia de proiectare a orientării fibrelor este utilizată pentru a regla direcția de aliniere a fibrei în funcție de direcția tensiunii pe piesă.

Procesul de turnare prin injecție este adesea folosit la fabricarea de piese precum capotele de automobile. Fibrele de carbon ultrascurte sunt amestecate cu particule de plastic și apoi injectate în cavitatea matriței prin temperatură și presiune ridicată. Temperatura de injecție este în general de 200 – 280 ℃, presiunea de injecție este de 50 – 150 MPa. Acest proces poate realiza turnarea rapidă a pieselor de formă complexă și poate asigura distribuția uniformă a fibrelor de carbon în produse.

Tehnologie și proces de aplicare a fibrei de carbon ultrascurte în domeniul electronicii

În domeniul disipării electronice a căldurii, utilizarea conductibilității termice a fibrelor de carbon ultrascurte este cheia. Prin optimizarea gradului de grafitizare al fibrei de carbon, conductivitatea sa termică poate fi crescută la mai mult de 1000 W/(mK). Între timp, pentru a asigura un contact bun cu componentele electronice, tehnologia de metalizare a suprafeței, cum ar fi placarea chimică cu nichel, poate reduce rezistența la suprafață a fibrei de carbon cu mai mult de 80%.

Procesul de metalurgie a pulberilor poate fi utilizat la fabricarea radiatoarelor CPU pentru computer. Fibra de carbon ultrascurtă este amestecată cu pulbere metalică (de exemplu, pulbere de cupru) și sinterizată la temperatură și presiune ridicată. Temperatura de sinterizare este în general de 500 – 900°C, iar presiunea este de 20 – 50 MPa. Acest proces permite fibrei de carbon să formeze un canal bun de conducere a căldurii cu metalul și îmbunătățește eficiența disipării căldurii.

De la industria aerospațială la industria auto și la electronică, cu inovarea continuă a tehnologiei și optimizarea proceselor, ultra-scurtfibra de carbonva străluci în mai multe domenii, injectând o putere mai puternică pentru știința și tehnologia modernă și dezvoltarea industrială.