Kuelestofffaser, bekannt als de Kinnek vun neie Materialien am 21. Joerhonnert, ass eng hell Pärel a Materialien.Kuelestofffaser (CF) ass eng Zort anorganesch Faser mat méi wéi 90% Kuelestoffgehalt.Organesch Faseren (Viskose-baséiert, Pech-baséiert, Polyacrylonitril-baséiert Faseren, etc.) gi pyrolyséiert a karboniséiert bei héijer Temperatur fir Kuelestoff-Réckgrat ze bilden.
Als nei Generatioun vu verstäerkten Faser huet Kuelestofffaser exzellent mechanesch a chemesch Eegeschaften.Et huet net nëmmen déi inherent Charakteristike vu Kuelestoffmaterialien, awer huet och d'Weichheet an d'Veraarbechtbarkeet vun Textilfaser.Dofir ass et vill an der Raumfaart, Energieausrüstung, Transport, Sport a Fräizäitberäicher benotzt
Liicht Gewiicht: als strategescht neit Material mat exzellenter Leeschtung ass d'Dicht vu Kuelestofffaser bal d'selwecht wéi déi vu Magnesium a Beryllium, manner wéi 1/4 vun deem vum Stol.Mat Kuelestofffaserkomposit als Strukturmaterial kann d'Strukturgewiicht ëm 30% - 40% reduzéieren.
Héich Kraaft an héije Modulus: déi spezifesch Kraaft vu Kuelestofffaser ass 5 Mol méi héich wéi déi vum Stol a 4 Mol méi héich wéi déi vun der Aluminiumlegierung;De spezifesche Modul ass 1,3-12,3 Mol vun anere strukturelle Materialien.
Kleng Expansiounskoeffizient: den thermesche Expansiounskoeffizient vun de meeschte Kuelestofffaser ass negativ bei Raumtemperatur, 0 bei 200-400 ℃, an nëmmen 1,5 bei manner wéi 1000 ℃ × 10-6 / K, net einfach auszebauen a verformen wéinst héijer Aarbecht Temperatur.
Gutt chemesch Korrosiounsbeständegkeet: Kuelestofffaser huet héich pure Kuelestoffgehalt, a Kuelestoff ass ee vun de stabilsten chemeschen Elementer, wat zu senger ganz stabiler Leeschtung an sauer- an alkalesche Ëmfeld resultéiert, wat an all Zort vu chemeschen Anti-Korrosiounsprodukter gemaach ka ginn.
Staark Middegkeet Resistenz: D'Struktur vu Kuelestofffaser ass stabil.No der Statistik vum Polymernetz, no Millioune Zyklen vum Stressmüdegkeetstest, ass d'Kraaftretentiounsquote vum Komposit nach ëmmer 60%, während dee vum Stol 40% ass, Aluminium ass 30%, a Glasfaserverstäerkt Plastik ass nëmmen 20 % – 25 %.
Kuelestofffaserkomposit ass d'Wiederverstäerkung vu Kuelestofffaser.Och wa Kuelestofffaser eleng benotzt ka ginn an eng spezifesch Funktioun spille kann, ass et schliisslech e bréchege Material.Nëmme wann et mam Matrixmaterial kombinéiert gëtt fir Kuelestofffaserkomposit ze bilden, kann et seng mechanesch Eegeschafte besser spillen a méi Lasten droen.
Kuelestofffaser kënnen no verschiddenen Dimensiounen klasséiert ginn wéi Virgängertyp, Fabrikatiounsmethod a Leeschtung
No der Aart vu Virgänger: Polyacrylonitril (Pan) baséiert, Pechbaséiert (isotropesch, mesophase);Viskosbasis (Cellulosebasis, Rayonbasis).Ënnert hinnen besetzt Polyacrylonitril (Pan) baséiert Kuelestofffaser d'Mainstream Positioun, a seng Ausgab representéiert méi wéi 90% vun der Gesamt Kuelestofffaser, während Viskosbaséiert Kuelestofffaser manner wéi 1% ausmécht.
No de Fabrikatiounsbedéngungen a Methoden: Kuelestofffaser (800-1600 ℃), Graphitfaser (2000-3000 ℃), Aktivkuelestofffaser, Damp gewuess Kuelestofffaser.
No de mechanesche Properties, kann et an allgemeng Typ an héich-Performance Typ ënnerdeelt ginn: d'Stäerkt vun allgemengen Typ Kuelestofffaser ass ongeféier 1000MPa, an de Modulus ass ongeféier 100GPa;Héichleistungstyp kann an Héichstäerkttyp opgedeelt ginn (Stäerkt 2000mPa, Modulus 250gpa) an Héichmodell (Modul 300gpa oder méi), ënner deenen d'Kraaft méi wéi 4000mpa och ultra-héichstäerkt Typ genannt gëtt, an de Modulus méi wéi 450gpa ass genannt ultra-héich Modell.
No der Gréisst vun Seel, kann et a kleng Seel a grouss Seel ënnerdeelt ginn: kleng Seel Kuelestofffaser ass haaptsächlech 1K, 3K an 6K an der éischter Etapp, a lues a lues entwéckelt an 12K an 24K, déi haaptsächlech am Raumfaarttechnik benotzt gëtt, Sport a Fräizäit Felder.Kuelestofffaser iwwer 48K ginn normalerweis grouss Seel Kuelestofffaser genannt, dorënner 48K, 60K, 80K, etc., déi haaptsächlech an industrielle Felder benotzt ginn.
Spannkraaft a Spannmodul sinn zwee Haaptindexe fir d'Eegeschafte vu Kuelestofffaser ze evaluéieren.Baséiert op dëser, China promulgated national Norm fir PAN baséiert Kuelestoff Léngen (GB / t26752-2011) an 2011. Zur selwechter Zäit, wéinst Toray d'absolut féierende Virdeel an der globaler Kuelestoff Léngen Industrie, déi meescht Gewalt Hiersteller adoptéieren och Toray d'Klassifikatioun Standard. als Referenz.
1.2 héich Barrièren bréngen en héije Pluswäert.De Prozess ze verbesseren an d'Massproduktioun ze realiséieren kann d'Käschte wesentlech reduzéieren an d'Effizienz erhéijen
1.2.1 Déi technesch Barrière vun der Industrie ass héich, d'Virgängerproduktioun ass de Kär, an d'Karboniséierung an d'Oxidatioun ass de Schlëssel
De Produktiounsprozess vu Kuelestofffaser ass komplex, wat héich Ausrüstung an Technologie erfuerdert.D'Kontroll vu Präzisioun, Temperatur an Zäit vun all Link wäert d'Qualitéit vum Endprodukt staark beaflossen.Polyacrylonitrile Kuelestofffaser ass am meeschte verbreet ginn an déi héchst Ausgab Kuelestofffaser am Moment wéinst sengem relativ einfache Virbereedungsprozess, niddrege Produktiounskäschte a praktesch Entsuergung vun dräi Offäll.Den Haapt Rohmaterial Propan kann aus Rohöl gemaach ginn, an d'PAN Kuelestofffaserindustrie Kette enthält e komplette Fabrikatiounsprozess vu Primärenergie bis Terminalapplikatioun.
Nodeems Propan aus Rohöl virbereet gouf, gouf Propylen duerch selektiv katalytesch Dehydrogenatioun (PDH) vu Propan kritt;
Acrylonitril gouf duerch Ammoxidatioun vu Propylen kritt.Polyacrylonitrile (Pan) Virleefer gouf duerch Polymeriséierung a Spinning vun Acrylonitril kritt;
Polyacrylonitril ass pre oxidized, carbonized bei niddregen an héich Temperatur Kuelestoff Léngen ze kréien, déi zu Kuelestoff Léngen Stoff a Kuelestoff Léngen prepreg fir d'Produktioun vun Kuelestoff Léngen Composite gemaach ginn;
Kuelestofffaser gëtt mat Harz, Keramik an aner Materialien kombinéiert fir Kuelestofffaserkompositen ze bilden.Schlussendlech ginn d'Finale Produkter fir Downstream Uwendungen duerch verschidde Formprozesser kritt;
D'Qualitéit an d'Leeschtungsniveau vum Virgänger bestëmmen direkt d'endgülteg Leeschtung vu Kuelestofffaser.Dofir ass d'Verbesserung vun der Qualitéit vun der Spinnléisung an d'Optimiséierung vun de Faktore vun der Virgängerbildung d'Schlësselpunkte vun der Virbereedung vun héichqualitativen Kuelestofffaser.
No "Fuerschung op Produktioun Prozess vun polyacrylonitrile baséiert Kuelestoff Léngen Virleefer", spannen Prozess ëmfaasst haaptsächlech dräi Kategorien: naass spannen, dréchen spannen an dréchen naass spannen.Am Moment sinn naass Spinn an dréchen naass Spinn haaptsächlech benotzt fir Polyacrylonitril Virgänger doheem an am Ausland ze produzéieren, dorënner naass Spinn am meeschte benotzt.
Naass Spinning extrudéiert als éischt d'Spinnléisung aus dem Spinneretloch, an d'Spinnléisung geet an d'Koagulatiounsbad a Form vu klenge Floss.D'Spinnmechanismus vun der Polyacrylonitril-Spinnléisung ass datt et e grousse Spalt tëscht der Konzentratioun vun DMSO an der Spinnléisung an der Koagulatiounsbad ass, an et gëtt och e grousse Spalt tëscht der Konzentratioun vum Waasser am Koagulatiounsbad an der Polyacrylonitrilléisung.Ënnert der Interaktioun vun den uewe genannten Konzentratiounsdifferenzen fänkt d'Flëssegkeet an zwou Richtungen ze diffuséieren, a kondenséiert endlech a Filamenter duerch Massentransfer, Wärmetransfer, Phase Gläichgewiichtbewegung an aner Prozesser.
An der Produktioun vun Virleefer, de Reschtoffall Betrag vun DMSO, Léngen Gréisst, Monofilament Kraaft, Modulus, elongation, Ueleg Inhalt a kache Waasser verrëngeren ginn de Schlëssel Faktoren der Qualitéit vun Virleefer Afloss.Huelt de Reschtbetrag vun DMSO als e Beispill, et huet Afloss op déi scheinbar Eegeschafte vum Virgänger, Querschnittszoustand an CV Wäert vum finalen Kuelestofffaserprodukt.Wat manner de Reschtbetrag vun DMSO ass, dest méi héich ass d'Leeschtung vum Produkt.An der Produktioun gëtt DMSO haaptsächlech duerch Wäschung geläscht, sou datt d'Wäschtemperatur, d'Zäit, d'Quantitéit vum entsaltem Waasser an d'Quantitéit vum Wäschzyklus kontrolléiert gëtt e wichtege Link.
Héich Qualitéit polyacrylonitrile Virgänger soll déi folgend Charakteristiken hunn: héich Dicht, héich crystallinity, passenden Kraaft, kreesfërmeg Querschnëtt, manner kierperlech Mängel, glat Uewerfläch an eenheetlech an dichten Haut Kär Struktur.
Temperaturkontrolle vu Karboniséierung an Oxidatioun ass de Schlëssel.Carbonization an Oxidatioun ass e wesentleche Schrëtt an der Produktioun vu Kuelestofffaser Endprodukter aus Virgänger.An dësem Schrëtt soll d'Genauegkeet an d'Temperaturbereich präzis kontrolléiert ginn, soss gëtt d'Trennstäerkt vu Kuelefaserprodukter wesentlech beaflosst, a souguer zu Drotbroch féieren.
Preoxidation (200-300 ℃): am Viroxidatiounsprozess gëtt de PAN Virgänger lues a mëll oxidéiert andeems eng gewësse Spannung an der oxidéierender Atmosphär applizéiert gëtt, eng grouss Zuel vu Ringstrukturen op Basis vun der Pan riichter Kette bilden, sou datt erreechen den Zweck fir méi héich Temperaturbehandlung ze widderstoen.
Carbonization (maximal Temperatur net manner wéi 1000 ℃): carbonization Prozess soll an inert Atmosphär duerchgefouert ginn.Am fréie Stadium vun der Karboniséierung brécht d'Pan Kette an d'Verknüpfungsreaktioun fänkt un;Mat der Erhéijung vun der Temperatur fänkt d'thermesch Zersetzungsreaktioun eng grouss Zuel vu klenge Molekülgasen un, an d'Graphitstruktur fänkt un ze bilden;Wann d'Temperatur weider eropgeet, ass de Kuelestoffgehalt séier eropgaang an d'Kuelefaser huet ugefaang ze bilden.
Graphitiséierung (Behandlungstemperatur iwwer 2000 ℃): Graphitiséierung ass net e noutwendege Prozess fir d'Produktioun vu Kuelestofffaser, awer en optionalen Prozess.Wann héich elastesche Modul vu Kuelestofffaser erwaart gëtt, ass d'Grafitiséierung néideg;Wann héich Kraaft vu Kuelestofffaser erwaart gëtt, ass d'Grafitiséierung net néideg.Am graphitization Prozess, héich Temperatur mécht d'Faser Form eng entwéckelt graphite Mesh gemaach Struktur, an der Struktur ass vun Zeechnen integréiert der Finale Produit ze kréien.
Héich technesch Barrièren ginn den Downstream Produkter mat héije Pluswäert, an de Präis vu Loftfaartkomposite ass 200 Mol méi héich wéi dee vu roude Seid.Wéinst der héijer Schwieregkeet vun der Kuelestofffaserpräparatioun a komplexe Prozess, wat méi downstream d'Produkter, dest méi héich ass de Plus.Besonnesch fir d'High-End Kuelestofffaserkomposite, déi am Raumfaartfeld benotzt ginn, well d'Downstream Clienten ganz strikt Ufuerderunge fir seng Zouverlässegkeet a Stabilitéit hunn, weist de Produktpräis och e geometresche Multiple Wuesstum am Verglach mat der gewéinlecher Kuelestofffaser.
Post Zäit: Jul-22-2021