Karakteristika, tillämpning och utveckling av kolfiber
1.Karakteristika och egenskaper hos kolfiber
Kolfibermaterial är svarta, hårda, höghållfasta, lätta och andra nya material med utmärkta mekaniska egenskaper.Dess specifika vikt är mindre än 1/4 av stål.Draghållfastheten hos kolfiberhartskompositmaterial är vanligtvis över 35 000 MPa, 7,9 gånger stålets.Elasticitetens dragmodul är mellan 230 000 MPa och 430 000 MPa.Därför är den specifika hållfastheten för CFRP, det vill säga förhållandet mellan hållfastheten hos materialet och dess densitet, över 20000MPa/(g/cm3), men den specifika hållfastheten för A3-stål är 590MPa/(g/cm3). elasticitetsmodulen är också högre än för stål.Ju högre den specifika hållfastheten hos materialet, desto mindre är delens egenvikt, desto högre är den specifika elasticitetsmodulen, desto större är delens styvhet.I denna mening illustreras de breda tillämpningsmöjligheterna för kolfiber inom teknik.Om man tittar på de utmärkta egenskaperna hos många framväxande kompositmaterial, som t.ex Polymerkomposit glasfibermaterial, metallbaserade kompositmaterial och keramiska kompositmaterial, förutspår många experter att kompositmaterial kommer att gå in i en era av utbredd materialanvändning från stålåldern.
PAN kolfiber och glasfiber kompositmaterial:
(1) Mekaniska egenskaper, lägre densitet än metall, lätt vikt;hög modul, hög styvhet, hög hållfasthet, hög utmattningshållfasthet, utmärkt slitstyrka och smörjförmåga;utmärkt vibrationsdämpning;
(2) liten värmebeständighet, stabilitet, värmeutvidgningskoefficient, god dimensionsstabilitet, värmeledningsförmåga;utmärkt värmebeständighet i inert gas;
(3) Det tillhör en mängd olika ledande material med elektrisk ledningsförmåga och elektromagnetiska vågavskärmande egenskaper, och elektrisk ledningsförmåga och elektromagnetiska vågavskärmande egenskaper.(4) Den är utmärkt i röntgentransmittans, och en lämplig struktur kan utformas enligt syftet.
År 2007, Japans främstaKolfiberleverantörToray Co., Ltd. samarbetade med Nissan Motor och andra företag för att utveckla banbrytande material med användning av kolfiber, vilket avsevärt kan minska vikten på bilens huvuddelar, såsom chassit.Den nya tekniken minskar bilens totalvikt med 10 % och förbättrar bränsleförbrukningen med 4 % till 5 %.Dessutom är slaghållfastheten 1,5 gånger högre än den konventionella.Tillverkarna planerar att ta med den nya tekniken till kommersiella fordon om tre år.Den nya tekniken lovar att påskynda övergången av stålcentrerade fordonsråvaror mot bakgrund av hårdare bränsleräkningsregler för att minska växthusgaser runt om i världen
2.Applicering av kolfiber
Kolfiber är en allmän term för fibrer med en kolhalt på mer än 90 %, och är uppkallad efter sin höga kolhalt.Kolfiber har olika utmärkta egenskaper hos elementärt kol, såsom liten specifik vikt, värmebeständighet, termisk chockbeständighet, kemisk beständighet och konduktivitet, etc. Den har fiberintrassling och utmärkta mekaniska egenskaper.Speciellt är dess specifika styrka och specifika elasticitetsmodul höga, och den kan motstå en hög temperatur på 2000 under villkoret att isolera syre.Det är en viktig industriell glasfiberråvaraoch är lämplig för att förstärka kompositmaterial, ablationsmaterial och värmeisoleringsmaterial.Detta är ett nytt material som utvecklades i början av 1960-talet och har nu blivit ett oumbärligt nytt material i det moderna samhället.
Bland fritidsprodukter är den första användningen av PAN kolfiber fiskespöet.För närvarande är världens årliga produktion av kolfiberspön cirka 12 miljoner, och mängden kolfiber som används är cirka 1 200 ton.Användningen av kolfiber i golfklubbor började 1972. För närvarande är den årliga produktionen av fibra de carbongolfklubbor i världen är cirka 40 miljoner flaskor, och mängden kolfiber motsvarar 2 000 ton.Användningen av tennisracketar började 1974. Nu producerade världen cirka 4,5 miljoner kolfiberracketar förra året, och användningen av kolfiber kräver cirka 500 ton.Bland annat används kolfiber också flitigt i skidor, snöbåtar, skidklubbor, basebollträn, vägspel och marina sporter.
Genom att erkänna kolfiberns lätta vikt, utmattningsbeständighet, korrosionsbeständighet och andra egenskaper används den i stor utsträckning inom flygindustrin.Inom rymdflygningen har kolfibrer med hög modul använts i konstgjorda satelliter på grund av deras låga vikt (styvhet) och värmeledningsförmåga och dimensionsstabilitet.På senare år har de använts i kommunikationssatelliter som iridium.
Formmassan blandas huvudsakligen in i termoplasten i form avglasfiber hackade trådar, som har effekten av att stärka, antistatisk och elektromagnetisk vågskärmning, och används ofta i hushållsapparater, kontorsutrustning, halvledare och relaterade områden.
3. Produktionsstatus för kolfiberprodukter i mitt land
Produktionen och användningen av kolfiber i mitt land är fortfarande i ett tidigt skede.Produktionskapaciteten för inhemsk kolfiber står för endast cirka 0,4% av den totala produktionen avhögpresterande kolfiberduki världen, och mer än 90 % av den inhemska konsumtionen beror på import.Kvaliteten på PAN-prekursorn har alltid varit flaskhalsen som begränsar den storskaliga produktionen av kolfiberindustrin i mitt land.Dessutom, eftersom kolfiber länge har betraktats som ett strategiskt material, har utvecklade länder varit stängda för omvärlden.Därför tror branschexperter att stärkande av grundforskning är grunden för innovation och det grundläggande sättet att utveckla den inhemska kolfiberindustrin.
Mitt land började studera kolfiber från 1960-talet till 1970-talet, nästan i takt med världen.Efter mer än 30 år av hårt arbete har Japans Toray Company utvecklat kolfiberprodukter nära T300-nivån, men produktionen och kvaliteten kan inte möta den inhemska efterfrågan, som är långt från utlandet.Jämfört med den internationella avancerade nivån är de utestående problemen med inhemsk kolfiber låg kolfiberstyrka, dålig enhetlighet och stabilitet, och utvecklingsnivån är nästan 20 till 30 år efter den i avancerade länder, och produktionsskalan är liten, teknisk utrustning är bakåtriktad och produktionseffektiviteten är dålig.
För närvarande är världens fibra de carbon pret produktionskapacitet cirka 35 000 ton, och den årliga efterfrågan på den kinesiska marknaden är cirka 6 500 ton.Det är en stor kolfiberkonsument.Kinas kolfiberproduktion under 2007 var dock bara cirka 200 ton, och främst lågpresterande produkter.Största delen av industrin är beroende av import, och priset är mycket dyrt.Till exempel saknar standard T300-marknaden tekniskt stöd med oberoende immateriella rättigheter, och inhemska företag har ännu inte bemästrat den fullständiga kärntekniken för kolfiber.Kvaliteten, tekniken och produktionsskalan för kolfiber i mitt land skiljer sig mycket från de i främmande länder.Bland dem är den högpresterande kolfibertekniken monopoliserad och blockerad av Japan och västerländska länder.Därför tar det en lång process att förverkliga lokaliseringen av kolfiber.På grund av bristen på marknad har det funnits en "kolfiberfeber" i Kina de senaste åren, och många vetenskapliga forskningsinstitut och företag har startat kolfiberforskning och tusentons industrialiseringsprojekt.
#Kolfibermaterial#Polymerkomposit glasfibermaterial#Kolfiberleverantör#glasfiber hackade trådar#högpresterande kolfiberduk
Posttid: 2022-okt-27