Ang Nakaraan at Kasalukuyan ng Carbon Fiber

Ang Maagang Pagtuklas sa Carbon Fiber: Pagsibol at Pagstagnos

Ang pinagmulan ng carbon fiber ay maaaring iugnay noong 1880s nang gamitin ito bilang materyal na filament. Si Thomas Edison at Joseph Swan ang nagpatent ng mga carbon filament na gawa mula sa kawayan at sinulid na bulak, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, dahil sa paglaganap ng mga bombilyang may tungsten filament, napalitan ang mga carbon filament dahil sa mas mababang kahusayan at mas maikling haba ng buhay, na nagdulot ng halos pag-stagnos sa pag-unlad ng teknolohiya ng carbon fiber sa loob ng maraming dekada matapos iyon.

Noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, nagsimulang mag-research ang Union Carbide tungkol sa carbon fiber gamit ang rayon bilang paunang materyales at nakagawa ng tela mula sa carbon fiber na maisasailalim sa pagsusuri para sa nozzle ng rocket at heat shield noong 1958 sa pamamagitan ng mataas na temperatura na proseso ng graphitization. Gayunpaman, dahil kulang sa optimal na proseso ng pagbibigkis, mahina ang mekanikal na katangian nito, na naglimita sa komersyal na aplikasyon.

Ang 1960s: Kompetisyon ng Mga Bansa at Mga Pagbubuklod sa Teknolohiya

Noong maagang bahagi ng 1960, ang Japan, Estados Unidos, at United Kingdom ay halos sabay-sabay na nagsimulang mag-research tungkol sa high-strength, high-modulus carbon fiber. Noong 1960, ang Amerikanong siyentipiko na si R. Bacon ay gumawa ng graphite whiskers gamit ang pressure arc method; bagaman hindi ito naging komersyal, nakakuha ito ng atensyon mula sa U.S. Air Force. Ang parehong taon, ang MITI ng Japan ay nagsimula ng isang kolaborasyong research program kasama ang mga kumpanya tulad ng Toray at Nippon Carbon upang paunlarin ang polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fiber. Si Akio Shindo ay naglabas ng resulta noong 1961, na gumawa ng mga sample na may tatlong beses na mas mataas na performance kaysa sa rayon-based carbon fiber, ngunit hindi gaanong pinansin ito ng akademikong mundo sa Kanluran.

Ang Royal Aircraft Establishment (RAE) ng UK ay nagsimula ng pananaliksik noong 1963 at pinalubha ang pagpapaunlad matapos malaman ang progreso ng Japan Na tagumpay, pag-unlad ng isang proseso ng PAN-based na carbon fiber na may dobleng performance sa loob ng anim na buwan. Kasama ang mga pangunahing paglabas sa pag-stretch ng PAN precursor habang nag-o-oxidize upang mapataas ang molecular orientation, pag-optimize sa mga proseso ng heat treatment, at pag-unlad ng isang electrolytic oxidation method upang mapabuti ang fiber-resin bonding. Ipinagkaloob ang teknolohiyang ito sa tatlong kumpanya sa Britain: Courtaulds, Morgan Crucible, at Rolls-Royce.

Ginamit ng Rolls-Royce ang carbon fiber para sa mga blade ng engine na RB211, ngunit nabigo ito sa bird strike tests na naging sanhi ng pagkalugmok ng kumpanya, na malubos na nakaaapekto sa industriya ng carbon fiber sa UK. Samantala, inilabas ng Toray sa Japan ang Torayca T300 carbon fiber noong 1971, na naging pangunahing materyal para sa mga unang henerasyon ng composite at pumasok sa pandaigdigang merkado sa pamamagitan ng mga kasunduang pangteknolohiya.

1970–1989: Pagpapalawak ng Aplikasyon at Pagbaba ng Gastos

Mula noong 1970s, unti-unting lumawak ang aplikasyon ng carbon fiber mula sa aerospace hanggang sa mga kagamitang pang-isports at industriyal na larangan. Habang umunlad ang proseso, bumaba ang gastos sa produksyon nito mula £200 kada kilo noong 1970 patungong £20–80 kada kilo noong 1980. Ang mga kompanyang Hapones, gamit ang teknolohikal na optimisasyon at pagpapalawak ng kapasidad, ay nanguna. Matagumpay na ipinromote ng mga kompanya tulad ng Toray at Toho Rayon ang carbon fiber sa mga pamilihan para sa mamimili tulad ng mga club sa golf at palakol sa pangingisda.

Noong 1980s, ginamit ang carbon fiber sa mga pangalawang istraktura ng eroplano tulad ng Boeing 757/767. Isang hinihiling noong 1987 ng Kagawaran ng Depensa ng U.S. na nagsasaad na dapat 50% lokal ang produksyon ng carbon fiber at mga precursor nito ay nagdulot ng alon ng lokal na pamumuhunan ngunit kalaunan ay nagbunsod sa sobrang kapasidad. Lalong pinalawak ng mga kompanyang Hapones ang kanilang global na presensya sa pamamagitan ng mga joint venture at pagtatatag ng mga pabrika, na sumasakop ng halos kalahati ng produksyon ng carbon fiber sa buong mundo noong huling bahagi ng 1980s.

Ang 1990s: Mga Hamon Pagkatapos ng Cold War at Transformasyon

Ang pagwawakas ng Cold War ay nagdulot ng malaking pagbaba sa mga order para sa depensa, na naging sanhi ng pagbaba ng pangangailangan sa carbon fiber sa U.S. ng humigit-kumulang 60% noong 1990–1991, kung saan napilitan ang maraming tagagawa na itigil ang produksyon o umalis sa merkado. Sa kabila nito, ang mga kompanyang Hapones ay pinalawak ang kapasidad laban sa kalakaran at pinatibay ang kanilang posisyon sa buong mundo sa pamamagitan ng pagkuha ng mga planta sa Europa at Amerika. Noong 1993, ilunsad ng administrasyon ni Clinton ang Technology Reinvestment Project (TRP), na sumuporta sa paggamit ng mga composite sa sibil na imprastraktura at aerospace, upang matulungan ang dahan-dahang pagbangon ng industriya sa U.S.

Nang magkatime, lumago ang paggamit ng carbon fiber sa mga sektor tulad ng mga blade ng wind turbine at mga bahagi ng sasakyan, habang ang mga bagong teknolohiya tulad ng thermoplastic composites at pitch-based carbon fibers ay nagbigay ng bagong momentum sa industriya.

1990–1995: Mapanganib na Pagbabago at Pagsasaayos ng Larangan

Ang pandaigdigang benta ng carbon fiber sa taon na ito ay mga 8,000 tonelada, ngunit iba-iba ang demand sa bawat rehiyon: nangingibabaw ang aerospace sa merkado ng U.S., samantalang ang Asya ay pinangungunahan ng mga sporting goods. Dahil sa pagbawas ng badyet para sa depensa ng U.S., malubha ang sobrang kapasidad; noong 1991, kalahati ng pambansang kapasidad ay nakatigil, at ilang kumpanya tulad ng Courtaulds at BASF ay umalis na sa merkado.

Patuloy na lumago ang mga kumpanyang Hapones, kung saan ang mga firm tulad ng Toray at Mitsubishi Rayon ay pumasok sa mga merkado sa Europa at Amerika sa pamamagitan ng mga pagsasanib at pagkuha. Noong 1995, kontrolado na ng Hapon ang 62% ng pandaigdigang kapasidad ng carbon fiber, na nagtatag ng malinaw na kalamangan.

Paghuhusay at Mga Bagong Pagkakataon

Matapos ang 1995, dahil sa lumalaking pangangailangan para sa magagaan na materyales sa mga sibilyan na eroplano at patuloy na paglago sa mga merkado ng hangin na enerhiya at mga kagamitang pang-isports, unti-unting gumaling ang pandaigdigang industriya ng carbon fiber. Ang mga kumpanya sa U.S., gamit ang proyektong TRP upang bawasan ang mga gastos sa teknolohiya, ay bumalik sa landas ng paglago; ang Europa ay naging higit na umaasa sa dayuhang pamumuhunan matapos ang lokal na pag-alis. Sa hinaharap, kasabay ng tumataas na pangangailangan para sa magagaan na materyales sa mga bagong larangan tulad ng mga electric vehicle at bagong enerhiya, inaasahan na mas malawak ang aplikasyon ng carbon fiber.

Kesimpulan

Ang paglalakbay ng carbon fiber mula sa isang materyales sa laboratoryo patungo sa naging pangunahing hilaw na materyales sa iba't ibang larangan ay kasama ang mga teknolohikal na pagbabago, pagbabago sa merkado, at pandaigdigang kompetisyon. Naitatag ng Hapon ang pangunguna nito sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na puhunan sa teknolohiya at palawak na merkado, ang U.S. ay unti-unting bumalik sa kompetisyon dahil sa suporta ng patakaran, at hinaharap ng Europa ang mga istruktural na pagbabago. Sa hinaharap, habang bumababa ang gastos at lumilitaw ang mga bagong aplikasyon, handa ang carbon fiber na gampanan ang mas mahalagang papel sa berdeng enerhiya, transportasyon, at iba pang mga larangan.

Pagsasamantala sa Isang Daantaon ng Agham sa Materyales, Pagpapatibay sa Mga Batayan Ngayon

Mula sa siyentipikong pagtuklas noong ika-19 siglo hanggang sa makabagong aplikasyon sa buong mundo ngayon, ang ebolusyon ng carbon fiber ay isang kasaysayan ng walang sawang paghahanap sa lakas at magaan na timbang. Iginagalang namin ang dedikasyong ito at ipinapasok ito sa bawat hibla na aming ginagawa.

Dr. Reinforcement malalim na nakauunawa sa pamana at inobasyon ng teknolohiyang carbon fiber. Hindi lamang kami may-ari ng isang 8,000-square-meter na modernong base ng produksyon kundi may matibay din na kakayahang magprodyus ng 50,000 toneladang tela ng carbon fiber araw-araw. Sinisiguro nito ang matatag at maaasahang mga solusyon sa palakasan para sa milyon-milyong kliyente sa buong mundo, mula sa malalaking proyektong imprastruktura hanggang sa mga pagpapabuti sa kaligtasan ng mga tirahan.

Ang aming buong linya ng produkto ay sumusunod sa ISO-9001 International Quality System at CE EU certification , na tumutugon sa mga internasyonal na pamantayan. Ang merkado ang tunay na pagsusuri—ang mapanlinlang muli ng halos kalahati ng aming mga kliyente ang pinakamakapangyarihang patunay sa aming pangako ng "garantisadong kalidad".

Ang pagpili sa Dr. Reinforcement ay nangangahulugang pagpili ng:

Malalim na Pamana ng Teknolohiya: Nakatayo kami sa harapan ng agham ng mga materyales, na nagbibigay-daan sa makasaysayang Mag-imbak to upang palakasin ang iyong mga proyekto.

Mapagkakatiwalaang Kapanatagan: Ang internasyonal na dalawang sertipikasyon ay nagsisiguro ng kapanatagan sa bawat pampalakas.

Malawakang Napatunayang Kahusayan: Ang milyon-milyong global na kliyente at halos 50% na rate ng repurchase ay patunay sa tiwala.

Anuman ang hamon na harapin ng iyong proyekto, may solusyon ang Dr. Reinforcement gamit ang carbon fiber fabric upang magbigay ng pinakamatibay na suporta.

Makipag-ugnayan sa Dr. Reinforcement ngayon, at hayaan kaming ipasok ang hindi matitinag na lakas sa iyong proyekto gamit ang aming kakayahan!

Email: [email protected]

Whatsapp:86 19121157199