Como membro clave no campo dos materiais compostos avanzados, a fibra de carbono ultracurta, coas súas propiedades únicas, espertou unha ampla atención en moitos campos industriais e tecnolóxicos. Ofrece unha solución totalmente nova para o alto rendemento dos materiais, e unha comprensión profunda das súas tecnoloxías e procesos de aplicación é esencial para impulsar o desenvolvemento de industrias relacionadas.
Micrografías electrónicas de fibras de carbono ultracurtas
Normalmente, a lonxitude das fibras de carbono ultracurtas está entre 0,1 e 5 mm, e a súa densidade é baixa, de 1,7 a 2 g/cm³. Cunha baixa densidade de 1,7 a 2,2 g/cm³, unha resistencia á tracción de 3000 a 7000 MPa e un módulo de elasticidade de 200 a 700 GPa, estas excelentes propiedades mecánicas constitúen a base para o seu uso en estruturas portantes. Ademais, ten unha excelente resistencia ás altas temperaturas e pode soportar temperaturas superiores a 2000 °C nunha atmosfera non oxidante.
Tecnoloxía e proceso de aplicación da fibra de carbono ultracurta no campo aeroespacial
No campo aeroespacial, a fibra de carbono ultracurta úsase principalmente para reforzarresinamateriais compostos de matriz. A clave da tecnoloxía é facer que a fibra de carbono se disperse uniformemente na matriz de resina. Por exemplo, a adopción da tecnoloxía de dispersión ultrasónica pode romper eficazmente o fenómeno da aglomeración da fibra de carbono, de xeito que o coeficiente de dispersión alcance máis do 90 %, garantindo a consistencia das propiedades do material. Ao mesmo tempo, o uso da tecnoloxía de tratamento superficial da fibra, como o uso deaxente de acoplamentotratamento, pode facer que ofibra de carbonoe a forza de unión da interface da resina aumentou entre un 30 % e un 50 %.
Na fabricación de ás de avións e outros compoñentes estruturais, utilízase o proceso de prensado en quente no tanque. En primeiro lugar, a fibra de carbono ultracurta e a resina mestúranse cunha certa proporción de prepreg e colócanse en capas no tanque de prensado en quente. Despois, cúranse e moldéanse a unha temperatura de 120-180 °C e a unha presión de 0,5-1,5 MPa. Este proceso pode descargar eficazmente as burbullas de aire no material composto para garantir a densidade e o alto rendemento dos produtos.
Tecnoloxía e procesos para a aplicación de fibra de carbono ultracurta na industria automotriz
Ao aplicar fibra de carbono ultracurta a pezas de automóbiles, o obxectivo é mellorar a súa compatibilidade co material base. Ao engadir compatibilizadores específicos, a adhesión interfacial entre as fibras de carbono e os materiais base (por exemplo,polipropileno, etc.) pode aumentarse aproximadamente nun 40 %. Ao mesmo tempo, para mellorar o seu rendemento en contornas de tensión complexas, utilízase tecnoloxía de deseño de orientación de fibras para axustar a dirección da aliñación das fibras segundo a dirección da tensión na peza.
O proceso de moldeo por inxección úsase a miúdo na fabricación de pezas como os capós dos automóbiles. As fibras de carbono ultracurtas mestúranse con partículas de plástico e logo inxéctanse na cavidade do molde a alta temperatura e presión. A temperatura de inxección é xeralmente de 200 a 280 ℃ e a presión de inxección de 50 a 150 MPa. Este proceso pode realizar o moldeo rápido de pezas de formas complexas e pode garantir a distribución uniforme das fibras de carbono nos produtos.
Tecnoloxía e proceso de aplicación de fibra de carbono ultracurta no campo da electrónica
No campo da disipación de calor electrónica, a utilización da condutividade térmica das fibras de carbono ultracurtas é fundamental. Ao optimizar o grao de grafitización da fibra de carbono, a súa condutividade térmica pode aumentarse a máis de 1000 W/(mK). Mentres tanto, para garantir o seu bo contacto cos compoñentes electrónicos, a tecnoloxía de metalización superficial, como o niquelado químico, pode reducir a resistencia superficial da fibra de carbono en máis dun 80 %.
O proceso de metalurxia en po pódese empregar na fabricación de disipadores de calor para CPU de ordenadores. A fibra de carbono ultracurta mestúrase con po metálico (por exemplo, po de cobre) e sintérase a alta temperatura e presión. A temperatura de sinterización é xeralmente de 500 a 900 °C e a presión é de 20 a 50 MPa. Este proceso permite que a fibra de carbono forme un bo canal de condución térmica co metal e mellora a eficiencia de disipación da calor.
Desde a industria aeroespacial ata a automoción e a electrónica, coa continua innovación tecnolóxica e a optimización de procesos, a curta duraciónfibra de carbonobrillará en máis campos, inxectando un poder máis poderoso para a ciencia e a tecnoloxía modernas e o desenvolvemento industrial.
Data de publicación: 20 de decembro de 2024