Como componente clave del campo de los compuestos avanzados, la fibra de carbono ultracorta, con sus propiedades únicas, ha despertado un gran interés en numerosos sectores industriales y tecnológicos. Ofrece una solución innovadora para materiales de alto rendimiento, y un profundo conocimiento de sus tecnologías y procesos de aplicación es esencial para impulsar el desarrollo de las industrias relacionadas.
Micrografías electrónicas de fibras de carbono ultracortas
Normalmente, la longitud de las fibras de carbono ultracortas oscila entre 0,1 y 5 mm, y su densidad es baja, de 1,7 a 2 g/cm³. Con una densidad de 1,7 a 2,2 g/cm³, una resistencia a la tracción de 3000 a 7000 MPa y un módulo de elasticidad de 200 a 700 GPa, estas excelentes propiedades mecánicas son la base para su uso en estructuras portantes. Además, presenta una excelente resistencia a altas temperaturas, pudiendo soportar temperaturas superiores a 2000 °C en una atmósfera no oxidante.
Tecnología y proceso de aplicación de la fibra de carbono ultracorta en el sector aeroespacial
En el campo aeroespacial, la fibra de carbono ultracorta se utiliza principalmente para reforzarresinaCompuestos de matriz. La clave de esta tecnología reside en lograr una dispersión uniforme de la fibra de carbono en la matriz de resina. Por ejemplo, la tecnología de dispersión ultrasónica puede reducir eficazmente la aglomeración de la fibra de carbono, de modo que el coeficiente de dispersión supera el 90%, garantizando así la consistencia de las propiedades del material. Al mismo tiempo, se utilizan tecnologías de tratamiento de superficies de fibra, como...agente de acoplamientotratamiento, puede hacer quefibra de carbonoy la resistencia de unión de la interfaz de resina aumentó entre un 30% y un 50%.
En la fabricación de alas de aeronaves y otros componentes estructurales, se utiliza el proceso de prensado en caliente. Primero, la fibra de carbono ultracorta y la resina, mezcladas con una cierta proporción de preimpregnado, se depositan en capas en el tanque de prensado en caliente. Posteriormente, se curan y moldean a una temperatura de 120-180 °C y una presión de 0,5-1,5 MPa. Este proceso permite eliminar eficazmente las burbujas de aire del material compuesto, garantizando así la densidad y el alto rendimiento de los productos.
Tecnología y procesos para la aplicación de fibra de carbono ultracorta en la industria automotriz
Al aplicar fibra de carbono ultracorta a piezas de automoción, la prioridad es mejorar su compatibilidad con el material base. Mediante la adición de compatibilizantes específicos, se mejora la adhesión interfacial entre las fibras de carbono y los materiales base (p. ej.polipropileno, etc.) se puede aumentar en aproximadamente un 40 %. Al mismo tiempo, para mejorar su rendimiento en entornos de tensión complejos, se utiliza tecnología de diseño de orientación de fibra para ajustar la dirección de alineación de la fibra según la dirección de la tensión en la pieza.
El proceso de moldeo por inyección se utiliza frecuentemente en la fabricación de piezas como capós de automóviles. Se mezclan fibras de carbono ultracortas con partículas de plástico y luego se inyectan en la cavidad del molde a alta temperatura y presión. La temperatura de inyección suele ser de 200 a 280 °C y la presión de inyección de 50 a 150 MPa. Este proceso permite el moldeo rápido de piezas con formas complejas y garantiza una distribución uniforme de las fibras de carbono en los productos.
Tecnología y proceso de aplicación de fibra de carbono ultracorta en el campo de la electrónica
En el campo de la disipación de calor electrónica, el aprovechamiento de la conductividad térmica de las fibras de carbono ultracortas es fundamental. Optimizando el grado de grafitización de la fibra de carbono, su conductividad térmica puede aumentarse a más de 1000 W/(mK). Asimismo, para garantizar un buen contacto con los componentes electrónicos, la tecnología de metalización superficial, como el niquelado químico, puede reducir la resistencia superficial de la fibra de carbono en más del 80 %.
El proceso de pulvimetalurgia se puede utilizar en la fabricación de disipadores térmicos para CPU de ordenadores. La fibra de carbono ultracorta se mezcla con polvo metálico (por ejemplo, polvo de cobre) y se sinteriza a alta temperatura y presión. La temperatura de sinterización suele ser de 500 a 900 °C y la presión de 20 a 50 MPa. Este proceso permite que la fibra de carbono forme un buen canal de conducción térmica con el metal y mejora la eficiencia de disipación térmica.
Desde la industria aeroespacial hasta la industria automotriz y la electrónica, con la innovación continua de la tecnología y la optimización de procesos, los plazos de entrega ultracortosfibra de carbonoBrillará en más campos, inyectando más energía poderosa a la ciencia y la tecnología modernas y al desarrollo industrial.
Hora de publicación: 20 de diciembre de 2024