Fiind un element cheie în domeniul compozitelor avansate, fibra de carbon ultra-scurtă, cu proprietățile sale unice, a atras o atenție largă în multe domenii industriale și tehnologice. Aceasta oferă o soluție complet nouă pentru materiale de înaltă performanță, iar o înțelegere aprofundată a tehnologiilor și proceselor sale de aplicare este esențială pentru a stimula dezvoltarea industriilor conexe.
Micrografii electronice ale fibrelor de carbon ultrascurte
De obicei, lungimea fibrelor de carbon ultra-scurte este între 0,1 și 5 mm, iar densitatea lor este scăzută, de 1,7 - 2 g/cm³. Cu o densitate scăzută de 1,7 - 2,2 g/cm³, o rezistență la tracțiune de 3000 - 7000 MPa și un modul de elasticitate de 200 - 700 GPa, aceste proprietăți mecanice excelente stau la baza utilizării sale în structuri portante. În plus, are o rezistență excelentă la temperaturi ridicate și poate rezista la temperaturi ridicate de peste 2000°C într-o atmosferă neoxidantă.
Tehnologia și procesul de aplicare a fibrei de carbon ultrascurte în domeniul aerospațial
În domeniul aerospațial, fibra de carbon ultrascurtă este utilizată în principal pentru a întărirăşinăcompozite cu matrice. Cheia tehnologiei constă în dispersarea uniformă a fibrei de carbon în matricea de rășină. De exemplu, adoptarea tehnologiei de dispersie cu ultrasunete poate combate eficient fenomenul de aglomerare a fibrei de carbon, astfel încât coeficientul de dispersie să atingă peste 90%, asigurând consistența proprietăților materialului. În același timp, utilizarea tehnologiei de tratare a suprafeței fibrelor, cum ar fi utilizarea...agent de cuplaretratamentul, poate face cafibră de carboniar rezistența legăturii la interfața rășinii a crescut cu 30% – 50%.
În fabricarea aripilor de aeronave și a altor componente structurale, se utilizează procesul de presare la cald în rezervor. În primul rând, fibra de carbon ultra-scurtă și rășina, amestecate cu o anumită proporție de prepreg, sunt stratificate în rezervorul de presare la cald. Apoi sunt întărite și turnate la o temperatură de 120 - 180°C și o presiune de 0,5 - 1,5MPa. Acest proces poate elimina eficient bulele de aer din materialul compozit pentru a asigura densitatea și performanța ridicată a produselor.
Tehnologie și procese pentru aplicarea fibrei de carbon ultra-scurte în industria auto
Atunci când se aplică fibre de carbon ultra-scurte la piesele auto, accentul se pune pe îmbunătățirea compatibilității acesteia cu materialul de bază. Prin adăugarea de compatibilizatori specifici, aderența interfacială dintre fibrele de carbon și materialele de bază (de exemplu,polipropilenă, etc.) poate fi crescută cu aproximativ 40%. În același timp, pentru a-i îmbunătăți performanța în medii complexe de solicitare, tehnologia de proiectare a orientării fibrelor este utilizată pentru a ajusta direcția de aliniere a fibrelor în funcție de direcția solicitării asupra piesei.
Procesul de turnare prin injecție este adesea utilizat în fabricarea de piese precum capotele automobilelor. Fibrele de carbon ultra-scurte sunt amestecate cu particule de plastic și apoi injectate în cavitatea matriței la temperatură și presiune ridicate. Temperatura de injecție este în general de 200 - 280 ℃, iar presiunea de injecție este de 50 - 150 MPa. Acest proces poate realiza turnarea rapidă a pieselor cu forme complexe și poate asigura distribuția uniformă a fibrelor de carbon în produse.
Tehnologia și procesul de aplicare a fibrei de carbon ultra-scurte în domeniul electronicii
În domeniul disipării căldurii în domeniul electronic, utilizarea conductivității termice a fibrelor de carbon ultra-scurte este esențială. Prin optimizarea gradului de grafitizare a fibrei de carbon, conductivitatea termică a acesteia poate fi crescută la peste 1000W/(mK). Totodată, pentru a asigura un contact bun cu componentele electronice, tehnologia de metalizare a suprafeței, cum ar fi nichelarea chimică, poate reduce rezistența suprafeței fibrei de carbon cu peste 80%.
Procedeul metalurgiei pulberilor poate fi utilizat în fabricarea radiatoarelor pentru procesoarele computerelor. Fibra de carbon ultra-scurtă este amestecată cu pulbere metalică (de exemplu, pulbere de cupru) și sinterizată la temperatură și presiune ridicate. Temperatura de sinterizare este în general de 500 – 900°C, iar presiunea este de 20 – 50 MPa. Acest proces permite fibrei de carbon să formeze un canal bun de conducție termică cu metalul și îmbunătățește eficiența de disipare a căldurii.
De la industria aerospațială la industria auto și electronică, cu inovația continuă a tehnologiei și optimizarea proceselor, ultra-scurtefibră de carbonva străluci în mai multe domenii, injectând o putere mai mare pentru știința și tehnologia modernă și dezvoltarea industrială.
Data publicării: 20 decembrie 2024