EN
Мэдлэг нүүрстөрөгчийн шилэн даавуу Бүтгэл
Эх сурвалж: Полимерээс Карбон рүү
Карбон шидэ нь хамгийн томоохон эх сурвалж болон полиакрилонитрил (PAN) ба pitch-ээс эхлэдэг. Эдгээр эх сурвалжууд нь дууссан карбон шидэний үндсэн үнэ цэнэтэй үйлчилгээнд маш чухал. Тухайн эх сурвалжуудын сонголтууд болон ихэвчлэн карбон шидэний механик үйлчилгээнд нөлөөлдөг, энэ нь эрчим, хөдөлгөөнтэй байдлыг, температуртай хамаарах хязгаарыг агуулдаг.
Полимерыг угын хэлбэрт шилжүүлэх нь үйлдвэрлэлийн үндсэн үеийн дотоод төгсгөлд оролцох ёстой. Жишээлбэл, угасалтын үед PAN-аас гаргасан цагаан шар тасалгаа гаднах ойрхон байхдаа их сангийн температурт ашигладаг, уг утгыг эсвэл хувь хүрээний элементүүдийг гаргаж, цагаан шарын өөрийн нэгдсэн чанаруудыг бататгах болно. Эцсийн угасалтай фибрүүдийг холболтын чадварыг нэмэгдүүлэх зорилгоор шинжилгээ, хэмжээнд зохицуулж байна. Эх үүсвэрийн чанар нь эцсийн бүтээгдэхүүний ажиллагааны чанартай холбоотой байдаг тул угасалтай фибртэй төмөрлөгийн чанарыг сайжруулахын тулд эх үүсвэрийн томоохон чанартай утгыг ашиглахан зориулж байна.
Үүнд Угасалтай Фибр Бүр Бүтэц
Колбодын волокны төмсний хуванцарын бүтэц нь түүний механик үйлдлийг тодорхойлохад их сэрчихэн байдаг. Тэдгээрийн бүтцийн төрлүүд нь зөвхөн нэг зэрэг, шуургаар дамжуулсан эсвэл шуургатай бус байдаг, үндэслэн өөр өөр хэрэглээний тухай мэдээлэл олгоно. Зөвхөн нэг зэрэгтэй колбодын волокныг бүх волокнууд нэг зэрэгт дамжуулж, тухайн зэрэгт хамгийн том чадвар олгодог боловч олон зэрэгтэй хүчирхэг байдал олгохын тулд олон зэрэгтэй дамжуулалтыг ашиглах шаардлагатай. Харин шуургатай колбодын волокнууд нь тэмдэгт, тасарсан эсвэл сатин шиг шуурганд хамтран дамжуулж, хоёр хэмжээнд хүчирхэг байдлыг өгөхөд зориулж байна.
Түрээсний бусад үйлдлийн хэрэгслүүдийн механик үнэ цэнэтэй нягтлан холбогдох тул тодорхой шинж чанаруудыг хангахад зөвлөмж өгч байна. Жишээлбэл, олон зайд фибрүүд нь дамжуулалтын өргөнд нийцсэн утасны бүтээгдэхүүн нь эрчимтэй ба хурдан өөрчлөгдөх чадвартай байдаг тул хавтгай агаарын технологид дахин ашигладаг. Харин тухайн тэнхлэг дээрх эрчимтэй байдлыг ашиглахад зориулагдсан хувилбаруудад нь структурын бүтээгдэхүүн болон хариуцлага ихэсгэдэг. Иймд уг төрлийн карбон фибрүүдийн хамгийн зөв сонголт нь өөрийн хэрэгцээнд зөвхөн тохирох байдаг.
Карбон фибрүүдийн үйлдвэрлэлийн баромж
Эх сурвалжийн материалууд болон оксидаци
Карбон шидэний төмс ороолтын үйлдвэрлэл нь фибрүүдийг оксид хувиргалтад дамжуулахад чухал байдаг эх сурвалжийн материалуудын зохицуулалтаар эхэлнэ. Эх сурвалжийн материалы нь эхэндээ полиакрилонитрил (PAN) эсвэл pitch байгаа бөгөөд эдгээр материалыг карбон шидэ болгоход зориулж анхны зохицуулалтын аюулгүй, ихээр томъёотой процессыг дагаж байна. Энэ нь эдгээр материалыг оксид хувиргалтад тусгахад стратегийн химийн хариуцлага ашиглан фибрүүдийг дараачийн карбонд хувиргахад дамжуулдаг. Оксид хувиргалтад эх сурвалжийн атомуудын карбон биш бүхэл нь гаргасан дараа тогтмол карбон хэсгийн бүтэц үүсдэг. Хамгийн ихдээ утасны газанд орсон ozone эсвэл агаард дахин дахин сууж, фибрүүдийн тогтмол байдал болон ажилд хүрэх чадварыг оптимизаци хийх зорилготой цаг хугацааг зөвлөж байна.
Карбонд хувиргах болон графитд хувиргах
Ихэвчлэн стабилитай байгаа волокнууд дараа нь карбончлагдах, энэ нь их температурт ажиллах аргаар эдгээр волокнуудыг карбонт хөрвүүлэх үндсэн үе юм. Энэ ажлыг 1,000°C-3,000°C температурт ажиллуулж, гар утас бус байгууламжийг харуулж, волокнуудыг олон нь үнэхээр карбонт шилжүүлнэ. Карбончлагдсан дараа волокнууд графитчлагдаж болно, энэ нь температурыг 3,000°C-аас илүү тогтоож, тензийн зорилго, модуль гэх мэт механик үнэлгээнүүдийг сайжруулах структурын өөрчлөлтийг үзүүлнэ. Эдгээр температурын хамааралтай үеийн дагуу алдарт материалуудыг карбонт хөрвүүлэх нь карбон волокны хурдны үнэ цэнэгийг тодорхойлоход хяналттай нөхцөлийн анхны санааг илэрхийлнэ.
Карбон волокны түүнийг босоогоор хийх арга
Карбон шидэний төрөл буй тэмдэгт шилэнг ороолцох нь зориулалтын үйлдлийн хэрэгслүүд болон хүсэлтүүдийг хангахад тусалдаг. Илүү их удаандаа эргүүлэх, дунд тасарсан, сатин шигчлэл гэсэн аргуудыг ашигладаг. Эдгээр нь үндэслэх, үргэлжлэх, чадварлаг байдлыг өөрөөсөө хамааруулдаг. Дунд тасарсан шигчлэл нь механик үзүүлэлтийг зөвхөн хангаж байгаа учраас эргүүлэх шигчлэл нь шидэний үндэслэх чадварыг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг. Сатин шигчлэл нь ихэвчлэн эргэлттэй бөгөөд зүүн талын хязгаарыг багасгахад зориулагдсан. Нийтлэл нь шигчлэлийн төрлийг сонгож авах нь карбон шидэний цалин-үйлдвэрлэлийн хямд байдлыг нөөцөөрөө хамааруулдаг.
Нэг зүйлийн хувьд эсвэл шидэлзүүлэх нүүрстөрөгчийн шилэн хавтан Шинж чанар
Гарчигтай болон дамжуулан бүртгэсэн карбон фибр хавтастайн төрлүүдийн хооронд ихэвчлэн ялгаа байдаг, үүнд нь өөр өөр үйлдвэрлэлийн зорилгоор ашигладаг. Гарчигтай карбон фибр хавтастайн фибрүүд нь тухайн зэрэгцээгээр зөвхөн нэг зэрэгцээгээр зохион байгуулагдсан бөгөөд энэ нь тус зэрэгцээгээр хамгийн сайн ач холбогдол болон чимээг өгдөг. Энэ зорилготой дизайныг нэг зэрэгцээгээр илүү их ач холбогдол шаардлагатай амьдралын туршлага, жишээлбэл, зорчмын хувьд ихэвчлэн ашигладаг. Харин дамжуулан бүртгэсэн карбон фибр хавтастайн фибрүүд нь олон зэрэгцээгээр дамжуулан бүртгэж, хоёр хэмжээний чимээг өгдөг төрлийн хавтастай байдаг. Энэ төрөл нь зөвхөн хоёр хэмжээний чимээг ашиглахад хамгийн чухал зорилгоор ашигладаг секторуудад, жишээлбэл, машин бүтээгдэхүүнүүд болон баруун усны байгууламжид ашигладаг.
Энэ төрлийн шинж чанар нь ихэвчлэн ялгаварлагддаг. Гурав талын зорилгоор байршуулсан досны хавтгай нь досны зорилгоор хамааралтайгаар үргэлжлэх, үргэлжлэх, эсвэл хөдөлгөөнтэй давтамжийн үзүүлэлтийг илүү ихээр үзүүлдэг, энэ нь тодорхой замдаа үргэлжлэх хугацааг хамгийн ихээрээ уртасгахад тусалдаг. Гэхдээ энэ нь бусад өнцгөөс нь давж магадгүй тохиолдолд үзүүлэх чадвар нь багасна. Төмөрний зүүн талаар суурьлан байршуулсан хавтгайн хувьд ямар ч төрлийн ганц өнцгөөс нь ч чадвар ихэвчлэн бага байдаг ч, олон талт харьцуулахад илүү тэнцвэртэй үзүүлэлт үзүүлдэг, энэ нь олон төрлийн нөхцөлд үргэлжлэх хугацааг нэмэгдүүлдэг. Эрдэмтэн нь тодорхой замдаа үргэлжлэх чадварыг хамгийн ихээрээ нэмэгдүүлэх асуудлуудад гурав талын зорилгоор байршуулсан доснуудыг сонгож, бүх талаарх цэвэрлэх чадварыг хэрэглэх шаардлагатай тохиолдолд төмөрний зүүн талаар суурьлан байршуулсан доснуудыг ашиглахыг санал болгоход болно.
Карбон досны холбогчоор бүрдсэн хybrid纺织
Карбон шар татсаны хамтран ашигладаг текстайлүүд нь карбон шар татсаны технологийн шинэлэг үр дүнтэй байдлыг илэрхийлдэг, энэ нь ур чадварын стандартуудыг сайжруулах зорилгоор карбон шар татсаныг өөр материалуудтай холбоход ашигладаг. Эдгээр текстайлүүд нь ялангуяа карбон шар татсаныг өөр өндөрсүүдэд хамгаалан дэвсгэрлэхийн тулд байршуулагчийн арга хэмжээнүүдийг ашиглах ёстой, энэ нь хамгийн их хугацаанд хамгаалалтын чадварыг сайжруулж, хувьсгалын хувьд хамгийн их загварыг хангах боломжийг олгодог. Карбон шар татсаны байршуулагч нь үйлдвэрлэлийн амжилт, зардалын хямдрыг хангахад их санаа алдахгүй байдаг, энэ нь карбон шар татсаныг хамтран ашигладаг текстайл матрицуудад орлуулахад тусалдаг. Өөрөөр хэлбэл, өөрөөр холбогдох материалуудыг хамтран дэвшүүлэхэд тусалдаг эдгээр байршуулагчууд нь гялалзсан текстайлүүдийг үүсгэхэд тусалдаг, энэ нь өнгөрөөсөө хойш хүчирхэг байдаг.
Зургаан хамгийн их ашигласан байгууллагууд нь эргэлтийн, кар зориулалтын салбарт хамгийн их ашигладаг. Эргэлтийн салбард эдгээр композитууд нь өндөр тогтвортой жинтэй харьцуулсан хувьд их хүчирхэг байдаг бол эрсдэлтэй орчинд харгалзах чадварыг агуулж байдаг. Кар зориулалтын салбар нь эдгээр материалуудын хөдөлгөөнтэй байдлыг ашиглан ямар ч анхны хэмжээнд хамаарахгүй байдлаар илүү сайн аюулгүй байдлыг, тусгай зорилгоор барахад тусална. Эдгээр салбарууд дахь хамгийн их ашиглалт нь их хүчирхэгчүүдийн ашиглалтыг шилжүүлэх чадварыг тодорхойлно.
Карбон шидэний нэгжийн чухал үзүүлэлт
Жингийн харьцаанд их хүчирхэг
Карбон шидэний хэрэглээний үндсэн хандалт нь төмрөөс олон дахин их байхад, өнгөрөөдөөр хамгийн чухал болоод байна. Энэ нь төмрийн оронд ашиглагддаг материалуудын хамгийн сонирхолтой сонголт юм. Карбон шидэний хүчилт нь төмрөөс зургаан дахин их байдаг боловч өнгөрөөдөөр их бус байна, энэ нь хүчтэй боловч өнгөрөөдөөр байдаг материалыг ашиглах шаардлага тавих бүх салбард маш чухал юм. Лаборатори дахь шалгуурлалтууд нь карбон шидэний структурыг хянадаг болон өнгөрөөдөөр байдаг хүчин чадлыг илрүүлж байна. Энэ үзэгчийн хувьд удаан газар явдаг замд ашигладаг авtomobile болон aerospace салбаруудад маш их хэрэглэгддэг бөгөөд өнгөрөөдөөр байдаг материалыг ашиглахад төмөртэй харьцуулбал түүний үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэтэй харьцаанд ихэнхээсээ 35%-аас дээш хямдаж болно. Aerospace салбард карбон шидэний ашиглалт нь aircraft-ийн өнгөрөөдөөр байдаг хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Автомобиль салбард нь карбон шидэний хэсгүүдийг ашиглахад өнгөрөөдөөр байдаг материалыг ашиглахад төмөртэй харьцуулбал 50%-аас дээш хямдаж болно. Энэ нь safety-г хамгийн их үнэ цэнэтэй харьцаанд ихэнхээсээ 35%-аас дээш хямдаж болно.
Уур амьсгал болон электрийн өнгөрөх чадвар
Карбон шарын өнгөрөөний тусгайлал нь тухайн утгаараа анхны аюулгүй материалуудтай харьцуулахад ихээр ялгаатай байдаг. Нягтралын материалуудын олонд оролцохгүй, карбон шар нь өнгөрөөнийг томруулж болно, илүү их өнгөрөөний үзүүлэлтийг хамгийн их хэмжээнд боловсруулж болно. Түүнийг хамгийн их өнгөрөөнд саналгүй байдалд байршуулахад зориулсан газрынхаа эрэлттэй байдаг. Мөн карбон шар нь электричийн томруулалтын үнэ цэнэтэй, энэ нь зөвхөн электроник, зөвшөөрөлтэй ашиглахад зориулсан үйлдвэрлэлийн талаарх үйл ажиллагаанд ихээр хэрэгтэй байдаг. Жишээлбэл, электроник үйлдвэрлэлийн талбарт карбон шар нь томруулалтын хэсгүүдийг бий болгоход ашиглагдана, тиймээс томруулалтын үйл ажиллагааг сайжруулахад тусална. Хичээлийн жишээнүүд нь карбон шарыг электроник тоног төхөөрөмжид ашиглахад амжилттай боловсруулсан юм, энэ нь электрийн үйл ажиллагааг нэмэгдүүлэх, тодорхой байдлыг бататгахад тусална.
Химийн уур амьсгал ба үргэлжлөх чадвар
Карбон шидэний төрөл нь бага зэрэг амьсгалын хийдээ, үйлдвэрлэлийн химийн эмчилгээнүүд болон солвентүүдтэй харьцуулан их тойрон цагдаагүй хамгаалалтай байдаг. Энэ нь материалын хугацаанд хамаарах, зарим тохиолдолд химийн эмчилгээтэй уулзахад маш их хамгаалалт өгдөг. Материал нь химийн эмчилгээнүүдтэй уулзахад маш сайн хариуцлага өгдөг учраас үйлдвэрлэлийн салбар болон суурин салбард маш их утга тус төрүүлдэг. Зарим судалгаанууд нь карбон шидэний төрөл нь их химийн эмчилгээтэй уулзахад ч структурын бүтэц нь өөрчлөгдөхгүй гэж илрүүлсэн. Энэ нь материалын химийн тойрогдох хүч, түүнд оршин тутмын хүчтэй хамт нягтлагч, үүрэгтэй байдлыг тодорхойлсон. Энэ нь ихэнх салбарын хугацаанд ашиглах материал болохыг тодорхойлсон.
