Ως βασικό μέλος του τομέα των προηγμένων σύνθετων υλικών, οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα, με τις μοναδικές τους ιδιότητες, έχουν προκαλέσει ευρεία προσοχή σε πολλούς βιομηχανικούς και τεχνολογικούς τομείς. Παρέχουν μια εντελώς νέα λύση για την υψηλή απόδοση των υλικών και η εις βάθος κατανόηση των τεχνολογιών και των διαδικασιών εφαρμογής τους είναι απαραίτητη για την προώθηση της ανάπτυξης των συναφών βιομηχανιών.
Ηλεκτρονικές μικρογραφίες υπερβραχέων ινών άνθρακα
Συνήθως, το μήκος των εξαιρετικά μικρών ινών άνθρακα κυμαίνεται μεταξύ 0,1 – 5 mm και η πυκνότητά τους είναι χαμηλή στα 1,7 – 2 g/cm³. Με χαμηλή πυκνότητα 1,7 – 2,2 g/cm³, αντοχή σε εφελκυσμό 3000 – 7000 MPa και μέτρο ελαστικότητας 200 – 700 GPa, αυτές οι εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες αποτελούν τη βάση για τη χρήση του σε φέρουσες κατασκευές. Επιπλέον, έχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες άνω των 2000°C σε μη οξειδωτική ατμόσφαιρα.
Τεχνολογία Εφαρμογής και Διαδικασία Εξαιρετικά Βραχέων Ινών Άνθρακα στον Αεροδιαστημικό Τομέα
Στον αεροδιαστημικό τομέα, οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται κυρίως για την ενίσχυσηρητίνησύνθετα υλικά μήτρας. Το κλειδί της τεχνολογίας είναι να διασκορπιστούν ομοιόμορφα οι ίνες άνθρακα στη ρητίνη. Για παράδειγμα, η υιοθέτηση της τεχνολογίας υπερηχητικής διασποράς μπορεί να σπάσει αποτελεσματικά το φαινόμενο της συσσωμάτωσης των ινών άνθρακα, έτσι ώστε ο συντελεστής διασποράς να φτάσει σε ποσοστό άνω του 90%, διασφαλίζοντας τη συνοχή των ιδιοτήτων του υλικού. Ταυτόχρονα, η χρήση τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας ινών, όπως η χρήση...παράγοντας σύζευξηςθεραπεία, μπορεί να κάνει τοίνες άνθρακακαι η αντοχή του δεσμού στη διεπαφή ρητίνης αυξήθηκε κατά 30% – 50%.
Στην κατασκευή φτερών αεροσκαφών και άλλων δομικών στοιχείων, χρησιμοποιείται η διαδικασία της δεξαμενής θερμής συμπίεσης. Πρώτα απ 'όλα, οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα και η ρητίνη αναμεμειγμένες με μια ορισμένη αναλογία από προεμποτισμένο υλικό, τοποθετούνται σε στρώσεις στη δεξαμενή θερμής συμπίεσης. Στη συνέχεια, σκληρύνεται και χυτεύεται σε θερμοκρασία 120 - 180°C και πίεση 0,5 - 1,5MPa. Αυτή η διαδικασία μπορεί να αποβάλει αποτελεσματικά τις φυσαλίδες αέρα στο σύνθετο υλικό, εξασφαλίζοντας την πυκνότητα και την υψηλή απόδοση των προϊόντων.
Τεχνολογία και Διαδικασίες για την Εφαρμογή Υπερβολικά Βραχέων Ινών Άνθρακα στην Αυτοκινητοβιομηχανία
Κατά την εφαρμογή εξαιρετικά κοντών ινών άνθρακα σε εξαρτήματα αυτοκινήτων, η έμφαση δίνεται στη βελτίωση της συμβατότητάς τους με το βασικό υλικό. Με την προσθήκη συγκεκριμένων συμβατοποιητών, η διεπιφανειακή πρόσφυση μεταξύ των ινών άνθρακα και των βασικών υλικών (π.χ.πολυπροπυλένιο, κ.λπ.) μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου 40%. Ταυτόχρονα, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοσή του σε σύνθετα περιβάλλοντα καταπόνησης, χρησιμοποιείται τεχνολογία σχεδιασμού προσανατολισμού ινών για την προσαρμογή της κατεύθυνσης ευθυγράμμισης των ινών σύμφωνα με την κατεύθυνση της τάσης στο εξάρτημα.
Η διαδικασία χύτευσης με έγχυση χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή εξαρτημάτων όπως τα καπό αυτοκινήτων. Οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα αναμειγνύονται με πλαστικά σωματίδια και στη συνέχεια εγχέονται στην κοιλότητα του καλουπιού μέσω υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης. Η θερμοκρασία έγχυσης είναι γενικά 200 - 280 ℃, η πίεση έγχυσης είναι 50 - 150 MPa. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιήσει την ταχεία χύτευση σύνθετων διαμορφωμένων εξαρτημάτων και μπορεί να εξασφαλίσει την ομοιόμορφη κατανομή των ινών άνθρακα στα προϊόντα.
Τεχνολογία και Διαδικασία Εφαρμογής Υπερβολικά Βραχέων Ινών Άνθρακα στον Τομέα της Ηλεκτρονικής
Στον τομέα της ηλεκτρονικής απαγωγής θερμότητας, η αξιοποίηση της θερμικής αγωγιμότητας των εξαιρετικά βραχέων ινών άνθρακα είναι το κλειδί. Βελτιστοποιώντας τον βαθμό γραφιτοποίησης των ινών άνθρακα, η θερμική αγωγιμότητά τους μπορεί να αυξηθεί σε περισσότερο από 1000W/(mK). Εν τω μεταξύ, για να διασφαλιστεί η καλή επαφή τους με τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, η τεχνολογία επιμεταλλώσεων επιφανειών, όπως η χημική επινικέλωση, μπορεί να μειώσει την επιφανειακή αντίσταση των ινών άνθρακα κατά περισσότερο από 80%.
Η διαδικασία της μεταλλουργίας σκόνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή ψύκτρων CPU υπολογιστών. Οι εξαιρετικά κοντές ίνες άνθρακα αναμειγνύονται με μεταλλική σκόνη (π.χ. σκόνη χαλκού) και συντήκονται υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Η θερμοκρασία σύντηξης είναι γενικά 500 - 900°C και η πίεση είναι 20 - 50 MPa. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στις ίνες άνθρακα να σχηματίσουν ένα καλό κανάλι αγωγιμότητας θερμότητας με το μέταλλο και βελτιώνει την απόδοση απαγωγής θερμότητας.
Από την αεροδιαστημική βιομηχανία έως την αυτοκινητοβιομηχανία και την ηλεκτρονική, με τη συνεχή καινοτομία της τεχνολογίας και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών, εξαιρετικά σύντομοίνες άνθρακαθα λάμψει σε περισσότερους τομείς, προσδίδοντας μεγαλύτερη δύναμη στη σύγχρονη επιστήμη και τεχνολογία και στη βιομηχανική ανάπτυξη.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Δεκεμβρίου 2024