Eienskappe, toepassing en ontwikkeling van koolstofvesel
1.Eienskappe en eienskappe van koolstofvesel
Koolstofvesel materiale is swart, hard, hoë sterkte, ligte gewig en ander nuwe materiale met uitstekende meganiese eienskappe.Sy soortlike gewig is minder as 1/4 van staal.Die treksterkte van koolstofveselhars saamgestelde materiale is gewoonlik bo 35000MPa, 7,9 keer dié van staal.Die trekmodulus van elastisiteit is tussen 230000MPa en 430000MPa.Daarom is die spesifieke sterkte van CFRP, dit wil sê die verhouding van die sterkte van die materiaal tot sy digtheid, bo 20000MPa/(g/cm3), maar die spesifieke sterkte van A3-staal is 590MPa/(g/cm3). elastiese modulus is ook hoër as dié van staal.Hoe hoër die spesifieke sterkte van die materiaal, hoe kleiner die selfgewig van die onderdeel, hoe hoër die spesifieke elastiese modulus, hoe groter is die styfheid van die onderdeel.In hierdie sin word die breë toepassingsvooruitsig van koolstofvesel in ingenieurswese geïllustreer.Kyk na die uitstekende eienskappe van baie opkomende saamgestelde materiale, soos Polimeer saamgestelde glasvesel materiaal, metaal-gebaseerde saamgestelde materiale en keramiek-gebaseerde saamgestelde materiale, baie kenners voorspel dat saamgestelde materiale die era van wydverspreide materiaaltoepassing vanaf die ouderdom van staal sal betree.
PAN koolstofvesel en veselglas saamgestelde materiale:
(1) Meganiese eienskappe, laer digtheid as metaal, ligte gewig;hoë modulus, hoë styfheid, hoë sterkte, hoë moegheidssterkte, uitstekende slytweerstand en smering;uitstekende vibrasiedemping;
(2) Klein hittebestandheid, stabiliteit, termiese uitsettingskoëffisiënt, goeie dimensionele stabiliteit, termiese geleidingsvermoë;uitstekende hittebestandheid in inerte gas;
(3) Dit behoort aan 'n verskeidenheid geleidende materiale met elektriese geleidings- en elektromagnetiese golfafskermingseienskappe, en elektriese geleidingsvermoë en elektromagnetiese golfafskermingseienskappe.(4) Dit is uitstekend in X-straaloordrag, en 'n toepaslike struktuur kan volgens die doel ontwerp word.
In 2007, Japan se belangriksteKoolstofvesel verskafferToray Co., Ltd. het met Nissan Motor en ander maatskappye saamgewerk om die nuutste materiale te ontwikkel wat koolstofvesel gebruik, wat die gewig van die hoofonderdele van die motor, soos die onderstel, aansienlik kan verminder.Die nuwe tegnologie verminder die algehele gewig van die motor met 10% en verbeter brandstofverbruik met 4% tot 5%.Daarbenewens is die impakweerstand 1,5 keer dié van die konvensionele een.Die vervaardigers beplan om die nuwe tegnologie oor drie jaar na kommersiële voertuie te bring.Die nuwe tegnologie beloof om die oorskakeling van staalsentriese motorgrondstowwe te bespoedig teen die agtergrond van strenger brandstofrekeningregulasies om kweekhuisgasse regoor die wêreld te verminder
2.Toepassing van koolstofvesel
Koolstofvesel is 'n algemene term vir vesels met 'n koolstofinhoud van meer as 90%, en is vernoem na sy hoë koolstofinhoud.Koolstofvesel het verskeie uitstekende eienskappe van elementêre koolstof, soos klein soortlike gewig, hittebestandheid, termiese skokweerstand, chemiese weerstand en geleidingsvermoë, ens. Dit het veselverstrengeling en uitstekende meganiese eienskappe.In die besonder, sy spesifieke sterkte en spesifieke elastiese modulus is hoog, en dit kan 'n hoë temperatuur van 2000 weerstaan onder die toestand van isoleer suurstof.Dit is 'n belangrike industriële veselglas rou materiaalen is geskik vir die versterking van saamgestelde materiale, ablasiemateriale en hitte-isolasiemateriaal.Dit is 'n nuwe materiaal wat in die vroeë 1960's ontwikkel is en het nou 'n onontbeerlike nuwe materiaal in die moderne samelewing geword.
Onder ontspanningsprodukte is die eerste toepassing van PAN-koolstofvesel die visstok.Tans is die wêreld se jaarlikse produksie van koolstofvesel-visstokke sowat 12 miljoen, en die hoeveelheid koolstofvesel wat gebruik word, is sowat 1 200 ton.Die toepassing van koolstofvesel in gholfstokke het in 1972 begin. Tans is die jaarlikse uitset van fibra de carbongholfstokke in die wêreld is sowat 40 miljoen bottels, en die hoeveelheid koolstofvesel is gelykstaande aan 2 000 ton.Die toepassing van tennisrakette het in 1974 begin. Nou het die wêreld verlede jaar sowat 4,5 miljoen koolstofveselrakette geproduseer, en die gebruik van koolstofvesel benodig sowat 500 ton.Koolstofvesel word onder andere ook wyd gebruik in ski's, sneeubote, skistokke, bofbalkolwe, padspeletjies en mariene sport.
Met die erkenning van die liggewig, moegheidsweerstand, korrosiebestandheid en ander eienskappe van koolstofvesel, word dit wyd in die lugvaartbedryf gebruik.Op die gebied van ruimtevlug is hoëmodulus-koolstofvesels in kunsmatige satelliete gebruik as gevolg van hul ligte gewig (rigiditeit) en termiese geleidingsvermoë van dimensionele stabiliteit.In onlangse jare is hulle in kommunikasiesatelliete soos iridium gebruik.
Die gietmengsel word hoofsaaklik in die termoplastiese hars gemeng in die vorm vanglasvesel gekapte stringe, wat die effek het van versterking, anti-statiese en elektromagnetiese golfafskerming, en word wyd gebruik in huishoudelike toestelle, kantoortoerusting, halfgeleiers en verwante velde.
3.Produksiestatus van koolstofveselprodukte in my land
Die vervaardiging en gebruik van koolstofvesel in my land is nog in die vroeë stadium.Die produksievermoë van binnelandse koolstofvesel is verantwoordelik vir slegs sowat 0,4% van die totale uitset vanhoë werkverrigting koolstofvesel lapin die wêreld, en meer as 90% van die binnelandse verbruik is afhanklik van invoer.Die kwaliteit van PAN-voorloper was nog altyd die bottelnek wat die grootskaalse produksie van koolstofveselbedryf in my land beperk.Daarby, omdat koolstofvesel lank as 'n strategiese materiaal beskou word, is ontwikkelde lande gesluit vir die buitewêreld.Daarom glo bedryfskenners dat die versterking van basiese navorsing die grondslag van innovasie en die fundamentele manier is om die plaaslike koolstofveselbedryf te ontwikkel.
My land het vanaf die 1960's tot die 1970's koolstofvesel begin bestudeer, amper tred gehou met die wêreld.Na meer as 30 jaar se harde werk het Japan se Toray Company koolstofveselprodukte naby aan die T300-vlak ontwikkel, maar die uitset en kwaliteit kan nie aan die binnelandse vraag voldoen nie, wat ver van die buiteland af is.In vergelyking met die internasionale gevorderde vlak, is die uitstaande probleme van binnelandse koolstofvesel lae koolstofveselsterkte, swak eenvormigheid en stabiliteit, en die ontwikkelingsvlak is byna 20 tot 30 jaar agter dié van gevorderde lande, en die produksieskaal is klein, tegniese toerusting is agteruit, en produksiedoeltreffendheid is swak.
Tans is die wêreld se fibra de carbon pret-produksievermoë ongeveer 35 000 ton, en die jaarlikse vraag in die Chinese mark is ongeveer 6 500 ton.Dit is 'n groot koolstofveselverbruiker.China se koolstofveselproduksie in 2007 was egter net sowat 200 ton, en hoofsaaklik laeprestasieprodukte.Die meeste van die bedryf maak staat op invoer, en die prys is baie duur.Byvoorbeeld, die standaard T300-mark het nie tegniese ondersteuning met onafhanklike intellektuele eiendomsregte nie, en binnelandse ondernemings het nog nie die volledige koolstofveselkerntegnologie bemeester nie.Die kwaliteit, tegnologie en produksieskaal van koolstofvesel in my land verskil baie van dié in die buiteland.Onder hulle word die hoë werkverrigting koolstofvesel tegnologie gemonopoliseer en geblokkeer deur Japan en Westerse lande.Daarom neem dit 'n lang proses om die lokalisering van koolstofvesel te besef.Weens die gebrek aan mark was daar die afgelope paar jaar 'n "koolstofveselkoors" in China, en baie wetenskaplike navorsingsinstellings en ondernemings het koolstofveselnavorsing en duisend-ton industrialisasieprojekte begin.
#Koolstofvesel materiale#Polimeer saamgestelde glasvesel materiaal#Koolstofvesel verskaffer#glasvesel gekapte stringe#hoë werkverrigting koolstofvesel lap
Postyd: 27 Oktober 2022