Көміртегі талшықтардың өткені мен қазіргісі

Sep 23, 2025

Көміртегі талшықтың алғашқы зерттеулері: пайда болуы мен тоқырауы

Көміртегі талшықтың шығу тегі 1880 жылдарға жатып, ол сәулелік материал ретінде қолданылды. Томас Эдисон және Джозеф Суан сәйкесінше бамбук пен мақта жіптерінен жасалған көміртегі сәулеліктерге патент алды. Алайда, вольфрамды сәулелік лампалардың таратылуына байланысты көміртегі сәулеліктер тиімсіздігі мен қызмет ету мерзімінің қысқалығы салдарынан орын ауыстырды және кейінгі онжылдықтар бойы көміртегі талшық технологиясының дамуы тұрақтанды.

Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Юнион Карбайд компаниясы рэйонды алғашқы зат ретінде қолданып, 1958 жылы жоғары температуралық графиттеу арқылы зымырандардың сопласы мен жылулық экрандарын сынау үшін қолданылатын көміртегі талшық мата өндірді. Дегенмен, созылу процесінің тиімділендірілмеуіне байланысты механикалық қасиеттері төмен болды және коммерциялық қолданысы шектеулі болды.

1960 жылдар: көптеген елдердің бәсекелестігі мен технологиялық жаңалықтар

1960 жылдардың басында Жапония, Америка Құрама Штаттары және Ұлыбритания жоғары беріктігі мен жоғары модулі бар көміртегі талшықтарын зерттеуге шамамен бір уақытта кірісті. 1960 жылы америкалық ғалым Р. Бэкон қысымды доғалы әдіспен графит микросымаларын алды; ол коммерциялық түрде шығарылмады, бірақ АҚШ-тың Әуе Қарулы күштерінің назарын аудартты. Сол жылы Жапонияның MITI (Ғылым және технология министрлігі) Toray және Nippon Carbon сияқты компаниялармен бірлесіп полиакрилонитрилді (PAN) негізделген көміртегі талшығын дамыту бойынша зерттеу бағдарламасын бастады. Акио Синдо 1961 жылы вискозды негізделген көміртегі талшығының өнімділігінен үш есе жоғары үлгілер алу туралы нәтижелерді жариялады, бірақ бұл батыс ғылыми қауымдастығында айтарлықтай назар аударылмады.

Ұлыбританияның Корольдік ұшақ құрылғылары институты (RAE) 1963 жылы зерттеулерді бастады және жапондықтардың жетістіктерін білгеннен кейін дамуын тездетті Жетістігі, алты ай ішінде екі есе жақсартылған өнімділікке ие болатын PAN негізіндегі көміртегі талшығын өндіру үдерісін жасау. Негізгі жетістіктерге тотығу кезінде молекулалық бағдарлауды жақсарту үшін PAN алдын-ала затын созу, жылумен өңдеу үдерістерін тиімдестіру және талшық-шикізат байланысын жақсарту үшін электролиттік тотығу әдісін әзірлеу жатады. Бұл технология үш британдық компанияға лицензияланған: Courtaulds, Morgan Crucible және Rolls-Royce.

Rolls-Royce RB211 қозғалтқышының жапырақшалары үшін көміртегі талшығын пайдаланды, бірақ құс соққысы сынақтары кезінде болған істен шығу компанияның банкрот болуына және Британияның көміртегі талшық өнеркәсібіне үлкен зиян тигізді. Осы уақытта Жапонияның Toray компаниясы 1971 жылы Torayca T300 көміртегі талшығын шығарды, ол бірінші ұрпақ композиттердің негізгі материалдарының бірі болып табылады және технологиялық алмасу келісімдері арқылы глобалды нарыққа енді.

1970–1989 жж.: Қолдану аясының кеңеюі және құнының төмендеуі

1970 жылдардан бастап көміртегі талшықтардың қолданылуы ауыз-ағаштан бастап спорт заттары мен өнеркәсіптік салаларға дейін баяу таралды. Өндіру процестері жетілдірілген сайын, оның өндіріс құны 1970 жылы килограмына 200 фунт шамасынан 1980 жылы килограмына 20–80 фунтқа дейін төмендеді. Жапон компаниялары технологиялық оптимизациялау мен өндіріс кеңейту арқылы лидерлікке ие болды. Toray және Toho Rayon сияқты компаниялар гольф қоңыраулары мен балық аулау қармақтары сияқты тұтынушы нарықтарда көміртегі талшықтарды табысты насихаттады.

1980 жылдары көміртегі талшық Boeing 757/767 сияқты ұшақтардың екінші реттік конструкцияларында қолданылды. 1987 жылы АҚШ-тың Қорғаныс министрлігінің көміртегі талшық пен алғашқы заттардың 50% -ын өз елінде өндіруді талап еткен шарты ішкі инвестициялар толқынын тудырды, бірақ кейін өндірістің артық болуына әкелді. Жапон фирмалары бірлескен кәсіпорындар мен зауыттар салу арқылы әлемдегі өзінің позициясын нығайтты және 1980 жылдардың соңына таман әлемдегі көміртегі талшық өндірісінің шамамен жартысына ие болды.

1990 жылдар: Суық соғыстан кейінгі қиындықтар мен түрлену

Суық соғыстың аяқталуы әскери тапсырыстардың күрт азаюына әкелді, оның салдарынан 1990–1991 жылдары АҚШ-та көміртегі талшық сұранысы шамамен 60% төмендеді, бұл көптеген өндірушілерді өндірісті тоқтатуға немесе нарықтан шығуға мәжбүр етті. Алайда, жапон компаниялары бұл тенденцияға қарама-қарсы бағытта өндіріс қуатын кеңейтті және Еуропа мен Америкадағы зауыттарды сатып алу арқылы өзінің глобалдық позициясын нығайтты. 1993 жылы Клинтон әкімшілігі «Технологияларды қайта салу жобасын» (TRP) іске қосты, ол құрамдас материалдардың азаматтық инфрақұрылым мен әуежаңғақта қолданылуын қолдады және АҚШ өнеркәсібінің біртіндеп қалпына келуіне көмектесті.

Осы уақытта көміртегі талшықтың жел қозғалтқышы желдеткіштері мен автомобиль бөлшектері сияқты өнеркәсіптік салаларда қолданылуы кеңейді, ал термопластикалық композиттер мен піч негізіндегі көміртегі талшықтар сияқты жаңа технологиялар өнеркәсіпке жаңа ынталандыру сыйлады.

1990–1995: Тығырыққа тірейтін түзетулер мен ландшафтты қайта пішіндеу

Бұл кезеңде глобалдық көміртегі талшықтардың жылдық сатылуы шамамен 8000 тоннаны құрады, бірақ аймақтық сұраныс құрылымдары мәнді түрде ерекшеленді: АҚШ нарығын әуежаңғыратқыш өнеркәсібі басымдық құрса, Азияда спорт заттары басым болды. АҚШ-тың қорғаныс бюджетінің қысқаруы өте жоғары қуаттылыққа әкелді; 1991 жылға таман ұлттық қуаттың жартысы пайдаланылмай қалды, ал Courtaulds және BASF сияқты компаниялар нарықтан шығып кетті.

Жапондық компаниялар өз өсіңкілерін жалғастырды, Toray және Mitsubishi Rayon сияқты фирмалар Еуропа мен Америка нарықтарына бірігулер мен сатып алулар арқылы енді. 1995 жылға таман Жапония глобалдық көміртегі талшық қуатының 62%-ын бақылауға алды және айқын артықшылық орнатты.

Қалпына келу және жаңа перспективалар

1995 жылдан кейін, граждан авиация ұшақтарында жеңіл материалдарға деген сұраныстың артуымен қатар жел энергетикасы мен спорт заттары нарықтарының өсуіне байланысты глобалдық көміртегі талшық өнеркәсібі біртіндеп қалпына келді. АҚШ компаниялары техникалық шығындарды төмендету үшін TRP жобасын пайдалана отырып, өсу бағытына оралды; Еуропа өз аймақтарынан шығарылымдардан кейін шетелдік инвестицияға тәуелді болды. Келешекте электрлік көліктер мен жаңа энергия сияқты жаңа салаларда жеңіл материалдарға деген сұраныстың өсуіне байланысты көміртегі талшық кеңірек қолданылу аясын табады.

Қорытынды

Көміртегі талшықтың зертханалық материалдан көптеген салалардағы негізгі шикізатқа айналуы технологиялық жаңалықтарды, нарықтық тербелістерді және халықаралық бәсекелестікті қамтиды. Жапония үздіксіз технологиялық инвестициялар мен нарықты кеңейту арқылы лидерлік позицияға ие болды, Америка Құрама Штаттары саяси қолдау арқылы бәсекеге қабілеттілігін біртіндеп қайтарып алды, Еуропа құрылымдық түзетулерге тап болды. Болашақта құны төмендеуімен және жаңа қолдану сценарийлерінің пайда болуымен қоса көміртегі талшық жасыл энергетика, көлік және басқа салаларда маңызды рөл атқаруға дайын.

Материалтану ғылымының бір ғасырын пайдалану, қазіргі заманның негіздерін беріктеу

XIX ғасырдағы ғылыми зерттеулерден бастап қазіргі уақыттағы дүниежүзілік жоғары технологиялық қолданыстарға дейін көміртегі талшықтың дамуы беріктік пен жеңілдікті шексіз ұмтылу тарихы болып табылады. Біз осы ұмтылысты мойындаймыз және өндіретін әрбір талшығымызға оны енгіземіз.

Dr. Reinforcement көміртегі талшық технологиясының мұрасы мен инновациясын терең түсінеді. Бізде 8000 шаршы метрлік заманауи өндірістік база ғана емес, тәулігіне 50000 тонна көміртегі талшық мата өндіру қабілеті де бар. Бұл біздің миллиондаған әлемдік клиенттерге ірі инфрақұрылымдық жобалардан бастап тұрғын үйлердің қауіпсіздігін арттыруға дейін сенімді және тұрақты күшейту шешімдерін ұсынуға мүмкіндік береді.

Біздің бүкіл өнімдер жолағы сәйкес келеді ISO-9001 Халықаралық сапа жүйесі және CE ЕУ сертификаттауы , әлем стандарттарын қанағаттандырады. Нақты нарық – соңғы сын: клиенттеріміздің жартысының таңдамалы қайта сатып алуы біздің «абсолютті кепілдендірілген сапа» уәдесінің ең күшті растауы болып табылады.