Als belangrijk onderdeel van de geavanceerde composietmaterialen heeft ultrakorte koolstofvezel, met zijn unieke eigenschappen, brede aandacht getrokken in vele industriële en technologische sectoren. Het biedt een geheel nieuwe oplossing voor hoogwaardige materialen, en een diepgaand begrip van de toepassingstechnologieën en -processen is essentieel voor de ontwikkeling van gerelateerde industrieën.
Elektronenmicroscopische beelden van ultrakorte koolstofvezels
De lengte van ultrakorte koolstofvezels ligt doorgaans tussen 0,1 en 5 mm, en hun dichtheid is laag, namelijk 1,7 tot 2 g/cm³. Met een lage dichtheid van 1,7 tot 2,2 g/cm³, een treksterkte van 3000 tot 7000 MPa en een elasticiteitsmodulus van 200 tot 700 GPa vormen deze uitstekende mechanische eigenschappen de basis voor het gebruik ervan in dragende constructies. Bovendien hebben ze een uitstekende hoge temperatuurbestendigheid en kunnen ze temperaturen van meer dan 2000 °C in een niet-oxiderende atmosfeer weerstaan.
Toepassingstechnologie en -processen van ultrakorte koolstofvezels in de lucht- en ruimtevaart.
In de lucht- en ruimtevaart wordt ultrakorte koolstofvezel voornamelijk gebruikt als versterkingsmiddel.harsmatrixcomposieten. De sleutel tot deze technologie is het gelijkmatig verdelen van de koolstofvezels in de harsmatrix. Door bijvoorbeeld ultrasone dispersietechnologie toe te passen, kan het verschijnsel van koolstofvezelagglomeratie effectief worden doorbroken, waardoor de dispersiecoëfficiënt meer dan 90% bedraagt en de consistentie van de materiaaleigenschappen wordt gewaarborgd. Tegelijkertijd kan gebruik worden gemaakt van vezeloppervlaktebehandelingstechnologie, zoals het gebruik vankoppelingsmiddelbehandeling, kan ervoor zorgen dat dekoolstofvezelen de hechtsterkte van het harsgrensvlak nam met 30% tot 50% toe.
Bij de productie van vliegtuigvleugels en andere structurele componenten wordt gebruikgemaakt van het warmpersproces. Eerst wordt een mengsel van ultrakorte koolstofvezels en hars in een bepaalde verhouding gebruikt om een prepreg te maken. Dit mengsel wordt vervolgens in een warmpers geplaatst en uitgehard bij een temperatuur van 120-180 °C en een druk van 0,5-1,5 MPa. Dit proces verwijdert effectief luchtbellen uit het composietmateriaal, waardoor de dichtheid en hoge prestaties van de producten worden gewaarborgd.
Technologie en processen voor de toepassing van ultrakorte koolstofvezels in de automobielindustrie.
Bij de toepassing van ultrakorte koolstofvezels in auto-onderdelen ligt de focus op het verbeteren van de compatibiliteit met het basismateriaal. Door specifieke compatibilisatoren toe te voegen, wordt de hechting tussen de koolstofvezels en het basismateriaal (bijvoorbeeld koolstofvezels) verbeterd.polypropyleenDe prestaties (enz.) kunnen met ongeveer 40% worden verbeterd. Tegelijkertijd wordt, om de prestaties in complexe spanningsomgevingen te verbeteren, gebruikgemaakt van vezeloriëntatietechnologie om de richting van de vezeluitlijning aan te passen aan de richting van de spanning op het onderdeel.
Spuitgieten wordt vaak gebruikt bij de productie van onderdelen zoals motorkappen. Ultrakorte koolstofvezels worden gemengd met kunststofdeeltjes en vervolgens onder hoge temperatuur en druk in de matrijs geïnjecteerd. De injectietemperatuur ligt doorgaans tussen 200 en 280 °C en de injectiedruk tussen 50 en 150 MPa. Dit proces maakt het mogelijk om snel complexe onderdelen te vormen en zorgt voor een uniforme verdeling van de koolstofvezels in de producten.
Technologie en proces voor de toepassing van ultrakorte koolstofvezels in de elektronica.
Op het gebied van elektronische warmteafvoer is het benutten van de thermische geleidbaarheid van ultrakorte koolstofvezels cruciaal. Door de grafitisatiegraad van koolstofvezels te optimaliseren, kan de thermische geleidbaarheid ervan worden verhoogd tot meer dan 1000 W/(mK). Tegelijkertijd kan, om een goed contact met elektronische componenten te garanderen, oppervlaktemetallisatietechnologie, zoals chemisch vernikkelen, de oppervlakteweerstand van koolstofvezels met meer dan 80% verlagen.
Poedermetallurgie kan worden gebruikt bij de productie van koelplaten voor computer-CPU's. Ultrakorte koolstofvezels worden gemengd met metaalpoeder (bijvoorbeeld koperpoeder) en gesinterd onder hoge temperatuur en druk. De sintertemperatuur ligt doorgaans tussen de 500 en 900 °C en de druk tussen de 20 en 50 MPa. Dit proces zorgt ervoor dat de koolstofvezels een goede warmtegeleidingslaag vormen met het metaal, waardoor de warmteafvoer efficiënter wordt.
Van de lucht- en ruimtevaart tot de auto-industrie en de elektronica, dankzij continue technologische innovatie en procesoptimalisatie, zijn ultrasnelle processen steeds geavanceerder geworden.koolstofvezelzal op meer gebieden uitblinken en een krachtige impuls geven aan de moderne wetenschap, technologie en industriële ontwikkeling.
Geplaatst op: 20 december 2024