Karakteristika, anvendelse og udvikling af kulfiber

Karakteristika, anvendelse og udvikling af kulfiber

1.Karakteristika og egenskaber af kulfiber

 Kulfibermaterialer er sorte, hårde, højstyrke, lette og andre nye materialer med fremragende mekaniske egenskaber.Dens vægtfylde er mindre end 1/4 af stål.Trækstyrken af ​​kulfiberharpikskompositmaterialer er normalt over 35000 MPa, 7,9 gange stålets.Trækmodulet for elasticitet er mellem 230.000 MPa og 430.000 MPa.Derfor er den specifikke styrke af CFRP, det vil sige forholdet mellem materialets styrke og dets densitet, over 20000MPa/(g/cm3), men den specifikke styrke af A3 stål er 590MPa/(g/cm3). elasticitetsmodulet er også højere end for stål.Jo højere den specifikke styrke af materialet er, jo mindre er delens egenvægt, jo højere det specifikke elasticitetsmodul, jo større er delens stivhed.I denne forstand er den brede anvendelsesmuligheder for kulfiber i teknik illustreret.Ser man på de fremragende egenskaber af mange nye kompositmaterialer, som f.eks Polymer komposit glasfiber materiale, metalbaserede kompositmaterialer og keramikbaserede kompositmaterialer, forudsiger mange eksperter, at kompositmaterialer vil gå ind i en æra med udbredt materialeanvendelse fra stålalderen.

PAN kulfiber og glasfiber kompositmaterialer:

(1) Mekaniske egenskaber, lavere densitet end metal, let vægt;høj modulus, høj stivhed, høj styrke, høj udmattelsesstyrke, fremragende slidstyrke og smøreevne;fremragende vibrationsdæmpning;

(2) Lille varmemodstand, stabilitet, termisk udvidelseskoefficient, god dimensionsstabilitet, termisk ledningsevne;fremragende varmebestandighed i inert gas;

(3) Det tilhører en række ledende materialer med elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske bølgeafskærmningsegenskaber og elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske bølgeafskærmningsegenskaber.(4) Det er fremragende i røntgentransmittans, og en passende struktur kan designes i overensstemmelse med formålet.

I 2007, Japans vigtigsteKulfiber leverandørToray Co., Ltd. samarbejdede med Nissan Motor og andre virksomheder om at udvikle banebrydende materialer ved hjælp af kulfiber, som i høj grad kan reducere vægten af ​​bilens hoveddele, såsom chassiset.Den nye teknologi reducerer bilens samlede vægt med 10 % og forbedrer brændstofforbruget med 4 % til 5 %.Derudover er slagfastheden 1,5 gange større end den konventionelle.Producenterne planlægger at bringe den nye teknologi til erhvervskøretøjer om tre år.Den nye teknologi lover at fremskynde overgangen af ​​stålcentrerede bilråmaterialer på baggrund af skrappere brændstofregningsbestemmelser for at reducere drivhusgasser rundt om i verden

2.Anvendelse af kulfiber

  Kulfiber er en generel betegnelse for fibre med et kulstofindhold på mere end 90 %, og er opkaldt efter sit høje kulstofindhold.Kulfiber har forskellige fremragende egenskaber af elementært kulstof, såsom lille vægtfylde, varmebestandighed, termisk stødbestandighed, kemisk resistens og ledningsevne osv. Det har fibersammenfiltring og fremragende mekaniske egenskaber.Især dens specifikke styrke og specifikke elasticitetsmodul er høj, og den kan modstå en høj temperatur på 2000 under betingelse af at isolere oxygen.Det er et vigtigt industrielt råmateriale af glasfiberog er velegnet til at forstærke kompositmaterialer, ablationsmaterialer og varmeisoleringsmaterialer.Dette er et nyt materiale udviklet i begyndelsen af ​​1960'erne og er nu blevet et uundværligt nyt materiale i det moderne samfund.

Blandt fritidsprodukter er den første anvendelse af PAN kulfiber fiskestangen.På nuværende tidspunkt er verdens årlige produktion af kulfiber fiskestænger omkring 12 millioner, og mængden af ​​brugt kulfiber er omkring 1.200 tons.Anvendelsen af ​​kulfiber i golfkøller begyndte i 1972. På nuværende tidspunkt er den årlige produktion af fibra de carbongolfkøller i verden er omkring 40 millioner flasker, og mængden af ​​kulfiber svarer til 2.000 tons.Anvendelsen af ​​tennisketchere startede i 1974. Nu producerede verden omkring 4,5 millioner kulfiberketchere sidste år, og brugen af ​​kulfiber kræver omkring 500 tons.Kulfiber er blandt andet også meget udbredt i ski, snebåde, skistave, baseballbat, vejspil og havsport.

I anerkendelse af kulfibers letvægt, træthedsbestandighed, korrosionsbestandighed og andre egenskaber er det meget udbredt i rumfartsindustrien.Inden for rumflyvning er kulfibre med høj modul blevet brugt i kunstige satellitter på grund af deres lette vægt (stivhed) og termiske ledningsevne af dimensionsstabilitet.I de senere år er de blevet brugt i kommunikationssatellitter såsom iridium.

Støbemassen blandes hovedsageligt i den termoplastiske harpiks i form afglasfiber hakkede tråde, som har effekten af ​​at styrke, antistatisk og elektromagnetisk bølgeafskærmning og er meget udbredt i husholdningsapparater, kontorudstyr, halvledere og relaterede områder.

3. Produktionsstatus for kulfiberprodukter i mit land

  Produktionen og brugen af ​​kulfiber i mit land er stadig i den tidlige fase.Produktionskapaciteten af ​​indenlandsk kulfiber tegner sig kun for omkring 0,4% af den samlede produktion afhøjtydende kulfiberkludi verden, og mere end 90 % af det indenlandske forbrug afhænger af import.Kvaliteten af ​​PAN-precursoren har altid været flaskehalsen, der begrænser storskalaproduktionen af ​​kulfiberindustrien i mit land.Fordi kulfiber længe har været betragtet som et strategisk materiale, har udviklede lande desuden været lukket for omverdenen.Derfor mener industrieksperter, at styrkelse af grundforskning er grundlaget for innovation og den grundlæggende måde at udvikle den indenlandske kulfiberindustri på.

Mit land begyndte at studere kulfiber fra 1960'erne til 1970'erne og holdt næsten trit med verden.Efter mere end 30 års hårdt arbejde har Japans Toray Company udviklet kulfiberprodukter tæt på T300-niveauet, men produktionen og kvaliteten kan ikke imødekomme den indenlandske efterspørgsel, som er langt fra udlandet.Sammenlignet med det internationale avancerede niveau er de udestående problemer med indenlandsk kulfiber lav kulfiberstyrke, dårlig ensartethed og stabilitet, og udviklingsniveauet er næsten 20 til 30 år bagud i avancerede lande, og produktionsskalaen er lille, teknisk udstyr er bagud, og produktionseffektiviteten er dårlig.

På nuværende tidspunkt er verdens fibra de carbon pret-produktionskapacitet omkring 35.000 tons, og den årlige efterspørgsel på det kinesiske marked er omkring 6.500 tons.Det er en stor kulfiberforbruger.Kinas kulfiberproduktion i 2007 var dog kun omkring 200 tons, og hovedsagelig lavtydende produkter.Det meste af industrien er afhængig af import, og prisen er meget dyr.For eksempel mangler standard T300-markedet teknisk support med uafhængige intellektuelle ejendomsrettigheder, og indenlandske virksomheder har endnu ikke mestret den komplette kulfiber-kerneteknologi.Kvaliteten, teknologien og produktionsskalaen for kulfiber i mit land er meget anderledes end i udlandet.Blandt dem er den højtydende kulfiberteknologi monopoliseret og blokeret af Japan og vestlige lande.Derfor tager det en lang proces at realisere lokaliseringen af ​​kulfiber.På grund af manglen på marked har der været "kulfiberfeber" i Kina i de seneste år, og mange videnskabelige forskningsinstitutter og virksomheder har startet kulfiberforskning og tusindtons industrialiseringsprojekter.

#Kulfibermaterialer#Polymer komposit glasfiber materiale#Kulfiber leverandør#glasfiber hakkede tråde#højtydende kulfiberklud