Примена ултра-кратких угљеничних влакана

Као кључни члан у области напредних композита, ултра-кратка угљенична влакна, са својим јединственим својствима, изазвала су широку пажњу у многим индустријским и технолошким областима. Пружа потпуно ново решење за високе перформансе материјала, а дубинско разумевање технологија и процеса његове примене је од суштинског значаја за развој сродних индустрија.

Електронске микрофотографије ултракратких угљеничних влакана

Типично, дужина ултра кратких угљеничних влакана је између 0,1 – 5 мм, а њихова густина је ниска и износи 1,7 – 2 г/цм³. Са малом густином од 1,7 – 2,2 г/цм³, затезном чврстоћом од 3000 – 7000 МПа и модулом еластичности од 200 – 700 ГПа, ове одличне механичке особине чине основу за његову употребу у носивим конструкцијама. Поред тога, има одличну отпорност на високе температуре и може издржати високе температуре од преко 2000°Ц у неоксидирајућој атмосфери.

Технологија примене и процес ултра-кратких угљеничних влакана у ваздухопловству

У области ваздухопловства, ултра-кратка карбонска влакна се углавном користе за ојачањесмоламатрични композити. Кључ технологије је да се карбонска влакна равномерно распрше у матрици смоле. На пример, усвајање технологије ултразвучне дисперзије може ефикасно разбити феномен агломерације угљеничних влакана, тако да коефицијент дисперзије достиже више од 90%, осигуравајући конзистентност својстава материјала. Истовремено, употреба технологије површинске обраде влакана, као што је употребасредство за спајањетретман, може да направикарбонска влакнаа јачина споја смоле повећана је за 30% – 50%.

У производњи авионских крила и других конструктивних компоненти користи се процес топлог пресовања резервоара. Пре свега, ултра кратка карбонска влакна и смола помешани са одређеном пропорцијом од препрега, наносе се у резервоар за врућу пресу. Затим се очвршћава и обликује на температури од 120 – 180°Ц и притиску од 0,5 – 1,5 МПа. Овај процес може ефикасно избацити мехуриће ваздуха у композитном материјалу како би се осигурала густина и високе перформансе производа.

Технологија и процеси за примену ултра-кратких угљеничних влакана у аутомобилској индустрији

Приликом примене ултра-кратких угљеничних влакана на аутомобилске делове, фокус је на побољшању њихове компатибилности са основним материјалом. Додавањем специфичних компатибилизатора, међуфазна адхезија између карбонских влакана и основних материјала (нпр.полипропиленитд.) може се повећати за око 40%. Истовремено, да би се побољшале његове перформансе у сложеним окружењима напрезања, технологија пројектовања оријентације влакана се користи за прилагођавање смера поравнања влакана у складу са смером напрезања на делу.

Процес бризгања се често користи у производњи делова као што су хаубе аутомобила. Ултра кратка угљенична влакна се мешају са пластичним честицама и затим се убризгавају у шупљину калупа уз високу температуру и притисак. Температура убризгавања је углавном 200 – 280 ℃, притисак убризгавања је 50 – 150 МПа. Овај процес може да оствари брзо обликовање делова сложеног облика и може да обезбеди уједначену дистрибуцију угљеничних влакана у производима.

Технологија и процес примене ултракратких угљеничних влакана у области електронике

У области електронског одвођења топлоте, коришћење топлотне проводљивости ултра кратких угљеничних влакана је кључно. Оптимизацијом степена графитизације угљеничних влакана, његова топлотна проводљивост се може повећати на више од 1000В/(мК). У међувремену, да би се обезбедио добар контакт са електронским компонентама, технологија површинске метализације, као што је хемијско никловање, може смањити површинску отпорност угљеничних влакана за више од 80%.

Процес металургије праха се може користити у производњи хладњака за рачунарске процесоре. Ултра кратка угљенична влакна се мешају са металним прахом (нпр. бакар у праху) и синтерују под високом температуром и притиском. Температура синтеровања је углавном 500 – 900°Ц, а притисак је 20 – 50 МПа. Овај процес омогућава да карбонска влакна формирају добар канал за проводљивост топлоте са металом и побољшавају ефикасност одвођења топлоте.

Од ваздухопловства преко аутомобилске индустрије до електронике, уз континуирану иновацију технологије и оптимизацију процеса, ултра-краткокарбонска влакнаће заблистати у више области, убризгавајући снажнију снагу за савремену науку и технологију и индустријски развој.