Unsaon paghimo sa carbon fiber?

Ang carbon fiber, nga gilangkuban sa mga kombinasyon sa dili parehas nga mga materyales (fiber ug resin), ang ilang pagkalainlain, ug busa, pagkaangay, square measure nga sentro sa ilang kaanyag. Isip usa ka puli nga metal, ang mga composite sa carbon fiber naghatag og napulo ka pilo nga kalig-on sa puthaw. Ang mga prodyuser sa carbon fiber nagmugna og produkto nga parehas nga square measure apan dili parehas. Ang carbon fiber managlahi sa tensile modulus (o stiffness determinado isip deformation ubos sa strain) ug tensile, compression ug fatigue strength

Ang carbon fiber nga nakabase sa PAN mabatonan karong mga adlawa sa ubos nga modulus (ubos sa traynta y dos ka milyon nga lbf/in² o Msi), naandan nga modulus (33 ngadto sa katloan ug unom ka Msi), intermediate modulus (40 ngadto sa singkwenta Msi), taas nga modulus (50 ngadto sa setenta Msi) ug ultrahigh modulus (70 ngadto sa usa ka gatos kap-atan ka Msi).
Sa pinakasimple nga termino, ang carbon fiber gimugna pinaagi sa pagbalhin sa associate degree organic precursor fiber sa associate degree inert atmosphere sa temperatura nga mas taas kay sa 1800°F (982.22°C). Ang paghimo sa carbon fiber, bisan pa, mahimo’g usa ka advanced nga negosyo.

carbon fiber

Polymerization Ug Spinning

Polimerisasyon

Ang proseso nagsugod sa usa ka kemikal nga compound feed stock nga gitawag nga usa ka precursor nga adunay molekula nga backbone sa fiber. Karon, mahitungod sa 100 porsyento sa carbon fiber nga gihimo gihimo sa panapton o pitch-based precursors, apan kadaghanan niini gikan sa polyacrylonitrile (PAN), gigama gikan sa nitrite, ug nitrite gikan sa industriyal nga kemikal propane ug ammonia.

Kasagaran, ang precursor formulation magsugod sa associate degree nit rile compound nga gihiusa sa usa ka reactor nga adunay plasticized acrylic co monomer ug usa ka catalyst sama sa acid, dioxide, oil of vitriol o acid. Ang padayon nga paghiusa nagtugot sa mga sangkap nga maghiusa, paghimo sa piho nga pagkamakanunayon ug kaputli, ug pagsugod sa pagporma sa mga libre nga radical sa sulod sa molekular nga istruktura sa nitrite. Kini nga pagbag-o moresulta sa kemikal nga proseso, nga nagpatunghag taas nga kadena nga mga polimer nga matang sa acrylic fibers. Mga detalye sa kemikal nga proseso, sama sa temperatura, atmospera, espesipikong co monomer ug mga catalyst, square measure proprietary. Human sa paglaba ug pagpauga, ang nitrite sa powder nga matang matunaw sa associate degree organic solvent sama sa dim ethyl sulfide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC) o dimethylformamide (DMF), o associate degree liquid solvent, sama sa atomic number 30 chloride ug rhodamine salts. Ang mga organikong solvent nagpadali sa paglikay sa pagsubay sa kontaminasyon sa partikulo sa metal, nga mahimong makadaot sa thermal aerophilous nga kalig-on sa pamaagi ug malangan ang paghimo sa kainit sa nahuman nga fiber. Niini nga yugto, ang powder ug solvent suspension o precursor "coating" mao nga ang pagkamakanunayon sa syrup. Ang pagpili sa solvent ug busa ang lebel sa pagdumala sa kapintas sa taklap (pinaagi sa giladmon nga pagsala) square sukod hinungdanon sa kalampusan sa sunud-sunod nga yugto sa pagporma sa fiber.
Nagtuyok
Ang mga lanot sa PAN kuwadrado nga sukod nga gihimo pinaagi sa usa ka pamaagi nga gitawag og basa nga pagtuyok. Ang sapaw giunlod sa panahon sa usa ka liquid natural nga proseso bathtub ug extruded pinaagi sa usa ka lungag sa panahon sa usa ka spinneret gigama gikan sa bililhon. Ang agianan gipares sa gikinahanglang lainlain nga mga filament sa PAN fiber (pananglitan, 12,000 ka buho sa 12K carbon fiber). Kining medyo baga ug brittle wet spun fiber giguyod pinaagi sa usa ka roller aron makuha ang sobra nga ahente, dayon gipauga ug giinat aron ipadayon ang oryentasyon sa PAN compound. Dinhi, ang porma ug internal nga cross-sectional sa mga filament kuwadrado nga sukod nga gitino sa gidak-on nga ang gipili nga solvent ug ahente motuhop sa precursor fibers, ang gidaghanon sa tension nga gigamit, ug usab ang pc elongation sa mga filament. Ang ulahi mao ang proprietary sa matag prodyuser. Ang alternatibo sa wet spinning mahimong usa ka mix method nga gitawag ug dry blasting/wet spinning, nga naggamit ug bertikal nga gintang sa hangin tali sa mga lanot ug sa natural nga proseso nga bathtub. Kini modala ngadto sa usa ka sleek spherical PAN fiber nga nagpalambo sa fiber/matrix rosin interface sulod sa composite Ang katapusang lakang sulod sa pagporma sa PAN precursor fibers mao nga ang paggamit sa pagtapos sa mga lana sa pagpahunong viscous filaments gikan sa agglomerating. Ang puti nga mga lanot sa PAN nga kuwadrado nga sukod dayon gipauga sa makausa pa ug gisamad sa usa ka spool.
carbon fiber oxidation hurnohan

Oxidation ug Carbonization

Oksihenasyon

Kini nga bobbins square measure nga gikarga sa basket, ug sulod sa pinakataas nga produksyon, oxidization stage, PAN fibers square measure nga gipakaon pinaagi sa sunod-sunod nga dedikado nga mga hurnohan. Sa dili pa sila mosulod sa nag-unang kasangkapan sa kusina, ang PAN fibers square measure ibutang sa usa ka tow o sheet nga gitawag og warp. Ang temperatura sa lawak gikan sa 392 °F (ca. 200 °C) ngadto sa 572 °F (300 degrees Celsius).

Aron malikayan ang pagkawala sa kainit sa kainit (gibana-bana nga pagkawala sa enthalpy sa tibuok nga oksihenasyon, makalkula sa duha,000 kJ / kilo, paglihok Ang tinuod nga peligro sa mga fireplace), ang mga tigbuhat sa mga gamit sa kusina naggamit sa usa ka pagkaylap sa mga estilo sa hangin aron matabangan ang pagwagtang sa kainit ug temperatura sa pagdumala. Gimaneho sa usa ka partikular nga kemikal nga nag-una, ang oras sa oksihenasyon hingpit nga lahi, bisan pa, gibanabana ni Littler nga ang 24K tow mausab sa rate nga mga kwarentay tres ka tiil matag napulog tulo ka metro matag minuto sa usa ka outsized nga linya nga adunay daghang mga hurno sa oksihenasyon. Sa kataposan, ang alter (na-stabilize) nga mga lanot sa PAN naglangkob gikan sa mga lima ka gatos ngadto sa bahin sa kan-uman ug lima nga mga molekula sa carbon nga ang balanse kay gas, usa ka sagol nga atomic number 7 ug O.
Carbonization
Ang carbonization mahitabo sa panahon sa usa ka inert (oxygen-free) nga atmospera sa usa ka serye sa mga espesyal nga gidisenyo nga mga hudno, sa hinay-hinay nga pagtaas sa temperatura sa proseso. Sa lawas sa tubig ug outlet sa matag lawak, ang improvement chamber nagpugong sa O intrusion isip resulta sa matag O molekula nga moagi sa kitchen appliance nagtangtang ug gamay sa fiber. Mahimong mapugngan niini ang pagkawala sa carbon nga namugna sa ingon nga kainit. Sulod sa pagkawala sa O, ang mga molekula nga dili carbon lamang, kauban ang compound Ug lainlain nga dali moalisngaw nga mga organikong compound (gi-stabilize sa lebel nga kap-atan hangtod kawaloan ppm) ug mga partikulo (sama sa bahin nga nadeposito nga mga tipik sa fiber) gikuha ug Gitangtang gikan sa appliance sa kusina alang sa post-treatment sa usa ka hudno nga kontrolado sa kalikopan. carbonization magsugod sa panahon sa usa ka temperatura lawak, pagbalhin sa mga lanot ngadto sa 1292 °F (ca. 700 °C) ngadto sa 1472 °F (700 °C ngadto sa 800 °C) ug matapos sa panahon sa kainit lawak sa 2192 °F (ca. 1,200 °C) ngadto sa 2732 °F (ca. 1,500 °C). 1500 ° C). Ang gidaghanon sa mga lawak gipili pinaagi sa modulus nga gikinahanglan sulod sa carbon fiber; ang medyo taas nga presyo sa taas ug dili kasarangan nga taas nga modulus carbon fibers tungod sa partially sa pagpadayon ug temperatura nga kinahanglan maabut sa heat furnace. bisan tuod ang pagpadayon kay proprietary ug ang matag carbon fiber nga grado hingpit nga lainlain, ang oxidization continuance kalkulado sa mga oras, apan ang carbonization rate gipakunhod sa usa ka order sa magnitude sa mga minuto. Sa higayon nga ang lanot mao ang pagbag-o sa kahimtang, kini pagmobu, pagminus sa gibug-aton ug gidaghanon, gipamub-an ang gitas-on sa lima ngadto sa 100%, ug pagkunhod sa diametro. Sa tinuud, ang pagkakabig sa quantitative nga relasyon sa PAN precursor sa PAN carbon fiber mao ang mahitungod sa 2: 1 ug usab ang displace nga abilidad mao ang usa ka gamay nga kantidad kay sa usa ka parisan sa — kana, abunda nga dili kaayo materyal nga mosulod sa pamaagi. Kini nga pamaagi naghiusa sa O molekula gikan sa hangin uban sa PAN lanot sulod sa warp ug nagsugod sa cross-linking sa mga compound kadena. Kini mopataas sa fiber density gikan sa ~1.18 g/cc ngadto sa usa.38 g/cc.
carbon fiber Carbonization

Pagtambal sa nawong ug pagsukod

Pagtambal sa nawong ug pagsukod
Ang sunod nga lakang hinungdanon sa paghimo sa fiber, ug dugang sa mga nag-una, kini labing maayo nga nagpalahi sa produkto sa usa ka supplier gikan sa produkto sa mga kakompetensya. Ang adhesion tali sa matrix organic compound ug busa ang carbon fibers kinahanglanon alang sa pagpalig-on sa composite; sa tibuok nga paagi sa paghimo sa carbon fiber, usa ka pagtambal sa nawong ang gihimo aron mapadako kini nga pagdikit.

Ang mga prodyuser naggamit sa hingpit nga lainlain nga mga paagi sa pagtambal, bisan pa ang sukaranan nga pamaagi mao ang pagbitad sa mga lanot pinaagi sa kauban nga chemistry o cell nga adunay tubag, sama sa disinfectant o acid. Kini nga mga materyales nag-imprinta o nagbag-o sa ibabaw sa nawong sa matag filament, nga makadugang sa hawan nga ma-access alang sa ibabaw nga fiber/matrix bonding ug makadugang sa mga reaktibo nga grupo sa kemikal sama sa carboxyl acid. Sunod, pag-apply sa usa ka labi ka proprietary coating nga nailhan nga mga gidak-on. Sa 0.5% ngadto sa lima sa gibug-aton sa carbon fiber, ang gidak-on nanalipod sa carbon fibers ngadto sa associate intermediate matang, sama sa usa ka uga nga panapton ug usa ka prepreg, sa tibuok proseso ug proseso (pananglitan, paghabol). Ang gidak-on dugang nga nagkupot sa mga mono filament aron maputol ang fluff, mapaayo ang abilidad sa proseso ug madugangan ang kusog sa paggunting sa nawong taliwala sa mga lanot ug busa ang matrix nga organikong compound.

Panahon sa pag-post: Nob-01-2018
nga
WhatsApp Online nga Chat!