2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-09 13:17
Süsinikkiust kõike teadmine on iga kaasaegse inimese jaoks väga oluline. Mõistes süsiniku tootmise tehnoloogiat Venemaal, süsinikkiu tihedust ja muid omadusi, on lihtsam mõista selle rakendusala ja teha õige valik. Lisaks peaksite uurima kõike kittide ja süsinikkiuga põrandakütte kohta, selle toote välismaiste tootjate ja erinevate kasutusvaldkondade kohta.
Eripära
Nimed süsinikkiud ja süsinikkiud ning paljudes allikates ka süsinikkiud on väga levinud. Kuid idee nende materjalide tegelikest omadustest ja nende kasutusvõimalustest on paljude inimeste jaoks üsna erinev. Tehnilisest seisukohast, see materjal on kokku pandud niitidest, mille ristlõige on vähemalt 5 ja mitte üle 15 mikroni … Peaaegu kogu koostis koosneb süsinikuaatomitest - sellest ka nimi. Need aatomid on rühmitatud krõbedateks kristallideks, mis moodustavad paralleelsed jooned.
See disain tagab väga suure tõmbetugevuse. Süsinikkiud pole täiesti uus leiutis . Esimesed sarnase materjali proovid võttis vastu ja kasutas Edison. Hiljem, kahekümnenda sajandi keskel, koges süsinikkiud renessanssi - ja sellest ajast alates on selle kasutamine pidevalt suurenenud.
Süsinikkiud on nüüd valmistatud üsna erinevatest toorainetest - ja seetõttu võivad selle omadused olla väga erinevad.
Koostis ja füüsikalised omadused
Süsinikkiu omadustest on kõige olulisem tema omadus erakordne kuumakindlus … Isegi kui ainet kuumutatakse temperatuurini 1600–2000 kraadi, ei muutu selle parameetrid hapniku puudumisel keskkonnas. Selle materjali tihedus koos tavapärasega on samuti lineaarne (mõõdetakse nn tex). Lineaarse tihedusega 600 tex on veebi 1 km mass 600 g. Paljudel juhtudel on kriitilise tähtsusega ka materjali elastsusmoodul või, nagu öeldakse, Youngi moodul.
Suure tugevusega kiudude puhul jääb see näitaja vahemikku 200–250 GPa. PAN -i baasil valmistatud suure mooduliga süsinikkiu elastsusmoodul on ligikaudu 400 GPa. Vedelkristalllahuste puhul võib see parameeter varieeruda vahemikus 400 kuni 700 GPa. Elastsusmoodul arvutatakse selle väärtuse hinnangu alusel, kui üksikuid grafiidikristalle venitatakse. Aatomitasandite orientatsioon määratakse röntgendifraktsioonanalüüsi abil.
Vaikimisi on pindpinevus 0,86 N / m. Materjali töötlemisel metalli-komposiitkiu saamiseks tõuseb see näitaja 1,0 N / m . Kapillaaride tõusumeetodiga mõõtmine aitab määrata vastava parameetri. Kiudude sulamistemperatuur naftasaaduste põhjal on 200 kraadi. Ketramine toimub umbes 250 kraadi juures; teist tüüpi kiudude sulamistemperatuur sõltub otseselt nende koostisest.
Süsiniklappide maksimaalne laius sõltub tehnoloogilistest nõuetest ja nüanssidest. Paljude tootjate jaoks on see 100 või 125 cm. Aksiaaltugevuse osas on see võrdne:
- kõrge tugevusega toodete jaoks, mis põhinevad PAN-il 3000 kuni 3500 MPa;
- märkimisväärse pikenemisega kiudude puhul rangelt 4500 MPa;
- kõrge mooduliga materjali jaoks vahemikus 2000 kuni 4500 MPa.
Teoreetilised arvutused kristalli stabiilsuse kohta tõmbejõu all võre aatomitasapinna suunas annavad hinnangulise väärtuse 180 GPa. Eeldatav praktiline piir on 100 GPa. Kuid katsed ei ole veel kinnitanud üle 20 GPa taseme olemasolu. Süsinikkiu tegelikku tugevust piiravad selle mehaanilised vead ja tootmisprotsessi nüansid. Praktilistes uuringutes kindlaksmääratud 1/10 mm pikkuse sektsiooni tõmbetugevus on 9 kuni 10 GPa.
T30 süsinikkiud väärib erilist tähelepanu . Seda materjali kasutatakse peamiselt varraste tootmisel. Seda lahendust eristab kergus ja suurepärane tasakaal. T30 indeks tähistab elastsusmoodulit 30 tonni.
Keerulisemad tootmisprotsessid võimaldavad teil saada T35 taseme toote ja nii edasi.
Tootmistehnoloogia
Süsinikkiudu saab valmistada mitmesugustest polümeeritüüpidest. Töötlemisrežiim määrab selliste materjalide kaks peamist tüüpi - karboniseeritud ja grafiteeritud tüübid. Oluline erinevus on PAN -ist saadud kiu ja erinevate pigi tüüpide vahel. Kvaliteetsed süsinikkiud, nii kõrge tugevus kui ka kõrge moodul, võivad olla erineva kõvaduse ja mooduliga . On tavaks viidata neile erinevatele kaubamärkidele.
Kiud on valmistatud hõõgniidi või kimpude kujul. Need on moodustatud 1000 kuni 10000 pidevast niidist. Nendest kiududest saab valmistada ka kangaid, näiteks takusid (sel juhul on hõõgniitide arv veelgi suurem). Lähtematerjaliks ei ole mitte ainult lihtsad kiud, vaid ka vedelkristallid, samuti polüakrüülnitriil. Tootmisprotsess hõlmab esmalt originaalkiudude tootmist ja seejärel kuumutatakse neid õhus 200–300 kraadi juures.
PAN -i puhul nimetatakse seda protsessi eeltöötluseks või tulekindluse suurendamiseks. Pärast sellist protseduuri saab pigi sellise olulise omaduse nagu sulamatus. Kiud on osaliselt oksüdeerunud. Edasise kuumutamise viis määrab, kas need kuuluvad karboniseeritud või grafiteeritud rühma . Töö lõpp tähendab pinnale vajalike omaduste andmist, misjärel see viimistletakse või mõõdetakse.
Õhus oksüdeerumine suurendab tulepüsivust mitte ainult oksüdeerumise tagajärjel. Oma panuse annavad mitte ainult osaline dehüdrogeenimine, vaid ka molekulidevaheline ristsidumine ja muud protsessid. Lisaks väheneb materjali vastuvõtlikkus süsinikuaatomite sulamisele ja lendumisele. Karboniseerimisega (kõrge temperatuuri faasis) kaasneb gaasistamine ja kõigi võõraste aatomite põgenemine.
Õhu juuresolekul 200–300 kraadini kuumutatud PAN -kiud muutuvad mustaks.
Nende järgnev karboniseerimine viiakse läbi lämmastikukeskkonnas temperatuuril 1000–1500 kraadi. Optimaalne küttetase on paljude tehnoloogide sõnul 1200 - 1400 kraadi . Suure mooduliga kiud tuleb kuumutada umbes 2500 kraadini. Esialgsel etapil saab PAN redeli mikrostruktuuri. Selle tekkimise eest "vastutab" molekulisisene kondenseerumine, millega kaasneb polütsüklilise aromaatse aine ilmumine.
Mida rohkem temperatuur tõuseb, seda suurem on tsüklilise tüübi struktuur . Pärast kuumtöötluse lõppu vastavalt tehnoloogiale on molekulide või aromaatsete fragmentide paigutus selline, et peateljed on paralleelsed kiu teljega. Pinge takistab orientatsiooni langemist. PAN -i lagunemise eripära kuumtöötluse ajal määratakse poogitud monomeeride kontsentratsiooni järgi. Iga selliste kiudude tüüp määrab esialgsed töötlemistingimused.
Vedelkristallilist nafta pigi tuleb pikka aega hoida temperatuuril 350–400 kraadi. See režiim viib polütsükliliste molekulide kondenseerumiseni. Nende mass suureneb ja kokkukleepumine toimub järk -järgult (koos sferuliitide moodustumisega). Kui kuumutamine ei lakka, kasvavad sferuliidid, suureneb molekulmass ja tulemuseks on pideva vedelkristallilise faasi teke . Kristallid lahustuvad aeg -ajalt kinoliinis, kuid tavaliselt ei lahustu nad nii selles kui ka püridiinis (see sõltub tehnoloogia nüanssidest).
Kiud, mis saadakse vedelkristallipigist 55–65% vedelkristallidega, voolavad plastiliselt. Ketramine toimub 350–400 kraadi juures. Väga orienteeritud struktuur moodustub esmase kuumutamisega õhu atmosfääris 200–350 kraadi juures ja sellele järgneva inertses atmosfääris hoidmisega. Thornel P-55 kaubamärgi kiud tuleb kuumutada kuni 2000 kraadini, mida kõrgem on elastsusmoodul, seda kõrgem peaks olema temperatuur.
Viimasel ajal pööravad teadus- ja inseneritööd üha enam tähelepanu hüdrogeenimist kasutavale tehnoloogiale. Kiudude esialgne tootmine saavutatakse sageli kivisöetõrva pigi ja naftaalkummi segu hüdrogeenimisega. Sel juhul peaks olema tetrahüdrokinoliin . Töötlemistemperatuur on 380 - 500 kraadi. Tahkeid aineid saab eemaldada filtreerimise ja tsentrifuugimisega; siis paksendatakse väljakuid kõrgendatud temperatuuril. Süsiniku tootmiseks on vaja (sõltuvalt tehnoloogiast) kasutada üsna erinevaid seadmeid:
- kihid, mis levitavad vaakumit;
- pumbad;
- tihendusrakmed;
- töölauad;
- püünised;
- juhtiv võrk;
- vaakumkiled;
- eeltooted;
- autoklaavid.
Turu ülevaade
Maailmaturul on juhtivad järgmised süsinikkiust tootjad:
- Thornell, Fortafil ja Celion (Ameerika Ühendriigid);
- Grafil ja Modmore (Inglismaa);
- Kureha-Lone ja Toreika (Jaapan);
- Cytec Industries;
- Hexcel;
- SGL Grupp;
- Toray Industries;
- Zoltek;
- Mitsubishi Rayon.
Praegu toodetakse Venemaal süsinikku:
- Tšeljabinski süsiniku- ja komposiitmaterjalide tehas;
- Balakovo süsiniku tootmine;
- NPK Himprominzhiniring;
- Saratovi ettevõte "START".
Tooted ja rakendused
Komposiitarmatuuri valmistamiseks kasutatakse süsinikkiudu. Samuti on tavaline seda kasutada, et saada:
- kahesuunalised kangad;
- disainkangad;
- kahe- ja neljakandiline kude;
- lausriie;
- ühesuunaline lint;
- eeltooted;
- väline tugevdus;
- kiud;
- rakmed.
Praegu on see üsna tõsine uuendus infrapuna soe põrand . Sellisel juhul kasutatakse materjali traditsioonilise metalltraadi asendajana. See võib toota 3 korda rohkem soojust, lisaks väheneb energiakulu umbes 50%. Komplekstehnikate modelleerimise armastajad kasutavad sageli mähisega saadud süsinikutorusid. Neid tooteid nõuavad ka autode ja muude seadmete tootjad. Süsinikkiudu kasutatakse sageli näiteks käsipiduritel. Selle materjali põhjal saate ka:
- lennukimudelite osad;
- üheosalised kapuutsid;
- jalgrattad;
- osad autode ja mootorrataste häälestamiseks.
Süsinikkangast paneelid on 18% jäigemad kui alumiinium ja 14% rohkem kui konstruktsiooniteras … Sellel materjalil põhinevad varrukad on vajalikud erineva ristlõikega torude, erineva profiiliga spiraaltoodete saamiseks. Neid kasutatakse ka golfikeppide tootmiseks ja remondiks. Samuti tasub tähelepanu pöörata selle kasutamisele. nutitelefonide ja muude vidinate jaoks eriti vastupidavate ümbriste tootmisel . Sellised tooted on tavaliselt esmaklassilise iseloomuga ja neil on täiustatud dekoratiivsed omadused.
Mis puutub hajutatud grafiiditüüpi pulbrisse, siis on vaja:
- elektrit juhtivate katete vastuvõtmisel;
- erinevat tüüpi liimi vabastamisel;
- vormide ja mõnede muude osade tugevdamisel.
Süsinikkiust kitt on mitmel viisil parem kui traditsiooniline kitt. Seda kombinatsiooni hindavad paljud eksperdid oma plastilisuse ja mehaanilise tugevuse poolest. Kompositsioon sobib sügavate defektide katmiseks. Süsinikvardad või -vardad on tugevad, kerged ja kauakestvad. Sellist materjali on vaja:
- lennundus;
- raketitööstus;
- spordivarustuse vabastamine.
Karboksüülhappe soolade, ketoonide ja aldehüüdide pürolüüsi teel on võimalik saada. Süsinikkiu suurepärased termilised omadused võimaldavad seda kasutada kütteseadmetes ja küttepatjades. Sellised kütteseadmed:
- ökonoomne;
- usaldusväärne;
- eristuvad muljetavaldava efektiivsusega;
- ärge levitage ohtlikku kiirgust;
- suhteliselt kompaktne;
- täiuslikult automatiseeritud;
- töötab ilma tarbetute probleemideta;
- ärge levitage kõrvalist müra.
Süsinik-süsinik komposiite kasutatakse järgmiste toodete valmistamiseks:
- tiiglite toed;
- vaakumsulatusahjude kitsenevad osad;
- torukujulised osad nende jaoks.
Täiendavad rakendusvaldkonnad hõlmavad järgmist:
- omatehtud noad;
- kasutada mootorite kroonlehe klapi jaoks;
- kasutada ehituses.
Kaasaegsed ehitajad on seda materjali juba pikka aega kasutanud mitte ainult väliseks tugevdamiseks. Seda on vaja ka kivimajade ja basseinide tugevdamiseks. Liimitud tugevduskiht taastab sildade tugede ja talade omadused. Seda kasutatakse ka septikute loomisel ja looduslike, tehislike veehoidlate raamimisel, kesoni ja siloauguga töötamisel.
Samuti saate parandada tööriistakäepidemeid, kinnitada torusid, parandada mööbli jalgu, voolikuid, käepidemeid, varustuskaste, aknalaudu ja PVC -aknaid.
Soovitan:
Venemaal Toodetud Motoplokid: Milline On Parim Mootoriplokk Koos Jõuvõtuvõlliga? Populaarsed Tootjad Venemaal. Millised On Kõige Populaarsemad Mudelid?
Venemaal toodetud mootorrattaplokid on nõudlikud ja ei jää alla välismaistele toodetele. Milline on parem jõutõmbega tagurdustraktor? Millised on Venemaal populaarsed tootjad? Millised on kõige populaarsemad mudelid? Kuidas valida isiklikuks kasutamiseks sobiv taganttraktor?
Purustatud Kivi Tihedus: Killustiku Maht Ja Tegelik Tihedus 5-20 Mm, 40-70 Mm Ja Muud Fraktsioonid, Laud Ja GOST, Musta Ja Muu Killustiku Keskmine Tihedus
Purustatud kivi tihedus: lahtiselt ja tõsi. Purustatud kivi tihedus on 5-20 mm, 40-70 mm ja muud fraktsioonid, laud ja GOST, musta ja muu killustiku keskmine tihedus
Kuidas Vineeri Valmistatakse? Tootmistehnoloogia Ja -seadmed, Tootjad Venemaal, Kui Liimimine
Vineer on populaarne materjal. Kuidas vineeri valmistatakse? Kuidas see kokku liimitakse? Mis on tootmistehnoloogia? Milliseid seadmeid selleks vaja on? Millised populaarsed tootjad on Venemaal?
Kitt Vetonit: Kitt Lr Ja Kr, Materjali Kulu M2 Kohta, Tehnilised Omadused
Vetoniti kitt peetakse üheks parimaks tänapäeval. Miks on lr ja Kr kitt viimistlusprofessionaalide seas suur nõudlus? Milline on selle materjali tarbimine 1 m2 kohta? Millised tehnilised omadused on selle pahtli igal tüübil?
LVL-baar: Mis See On? Suurused Ja Tootjad Venemaal, Omadused Ja Tootmistehnoloogia, Latist Põrandatalad Ja Materjali Kaal
LVL - mis see on ja kuidas seda tehakse? Omadused ja järkjärguline tootmistehnoloogia. Materjalide suurused ja tootjad Venemaal. Milleks kasutatakse LVL-baari?
