Proseso sa pag-andam sa carbon fiber composite nga mga materyales

Overview sa Carbon-Carbon Composite nga mga Materyal

Carbon/carbon (C/C) composite nga materyalusa ka carbon fiber nga gipalig-on nga composite nga materyal nga adunay sunod-sunod nga maayo kaayo nga mga kabtangan sama sa taas nga kusog ug modulus, light specific gravity, gamay nga thermal expansion coefficient, corrosion resistance, thermal shock resistance, maayo nga friction resistance, ug maayo nga kemikal nga kalig-on. Kini usa ka bag-ong tipo sa ultra-high temperature nga composite nga materyal.

C/C composite nga materyalusa ka maayo kaayo nga thermal structure-functional integrated engineering nga materyal. Sama sa ubang mga high-performance composite nga mga materyales, kini usa ka composite structure nga gilangkuban sa usa ka fiber-reinforced phase ug usa ka basic phase. Ang kalainan mao nga ang duha nga gipalig-on nga hugna ug ang sukaranan nga hugna gilangkuban sa puro nga carbon nga adunay espesyal nga mga kabtangan.

Carbon/carbon composite nga mga materyaleskasagaran ginama sa carbon felt, carbon cloth, carbon fiber isip reinforcement, ug alisngaw nga nadeposito nga carbon isip matrix, apan kini adunay usa lamang ka elemento, nga mao ang carbon. Aron madugangan ang densidad, ang carbon nga namugna pinaagi sa carbonization impregnated sa carbon o impregnated sa resin (o aspalto), nga mao, ang carbon/carbon composite nga mga materyales gihimo sa tulo ka carbon material.

Proseso sa paghimo sa carbon-carbon composite nga mga materyales

1) Pagpili sa carbon fiber

Ang pagpili sa mga bundle sa carbon fiber ug ang disenyo sa istruktura sa mga panapton nga fiber mao ang sukaranan sa paghimoC/C composite. Ang mekanikal nga mga kabtangan ug mga thermophysical nga mga kabtangan sa C / C composites mahimong matino pinaagi sa makatarunganon nga pagpili sa mga tipo sa fiber ug mga parameter sa paghabol sa tela, sama sa orientasyon sa paghan-ay sa hilo, gilay-on sa hilo, gidaghanon sa gidaghanon sa hilo, ug uban pa.

2) Pag-andam sa carbon fiber preform

Ang preform sa carbon fiber nagtumong sa usa ka blangko nga naporma sa gikinahanglan nga istruktura nga porma sa fiber sumala sa porma sa produkto ug mga kinahanglanon sa pasundayag aron mahimo ang proseso sa densification. Adunay tulo ka nag-unang mga pamaagi sa pagproseso alang sa preformed structural nga mga bahin: humok nga paghabol, lisud nga paghabol ug humok ug gahi nga sinagol nga paghabol. Ang mga nag-unang proseso sa paghabol mao ang: uga nga hilo nga paghabol, pre-impregnated rod group arrangement, maayong paghabol sa puncture, fiber winding ug three-dimensional multi-directional overall weaving. Sa pagkakaron, ang nag-unang proseso sa paghabol nga gigamit sa C composite nga mga materyales mao ang tulo-ka-dimensional nga kinatibuk-ang multi-direksyon nga paghabol. Atol sa proseso sa paghabol, ang tanan nga hinabol nga mga lanot gihan-ay sa usa ka piho nga direksyon. Ang matag lanot gi-offset sa usa ka piho nga anggulo subay sa kaugalingon nga direksyon ug gisagol sa usag usa aron mahimong usa ka panapton. Ang kinaiya niini mao nga kini mahimong usa ka tulo-ka-dimensional nga multi-direksyon nga kinatibuk-ang panapton, nga epektibo nga makontrol ang gidaghanon sa sulod sa mga lanot sa matag direksyon sa C / C composite nga materyal, aron ang C / C composite nga materyal makahimo sa makatarunganon nga mekanikal nga mga kabtangan. sa tanang direksyon.

3) C/C densification proseso

Ang lebel ug kaepektibo sa densification nag-una nga apektado sa istruktura sa panapton ug mga parameter sa proseso sa base nga materyal. Ang mga pamaagi sa proseso nga gigamit karon naglakip sa impregnation carbonization, chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor infiltration (CVI), chemical liquid deposition, pyrolysis ug uban pang mga pamaagi. Adunay duha ka nag-unang matang sa mga pamaagi sa proseso: impregnation carbonization nga proseso ug kemikal nga alisngaw infiltration proseso.

Liquid phase impregnation-carbonization

Ang pamaagi sa impregnation sa liquid phase medyo yano sa mga ekipo ug adunay halapad nga paggamit, mao nga ang pamaagi sa pag-impregnation sa liquid phase usa ka hinungdanon nga pamaagi alang sa pag-andam sa mga materyales nga composite sa C / C. Kini mao ang pagpaunlod sa preform nga hinimo sa carbon fiber ngadto sa liquid impregnant, ug sa paghimo sa impregnant bug-os nga motuhop ngadto sa voids sa preform pinaagi sa pressurization, ug unya pinaagi sa usa ka serye sa mga proseso sama sa pag-ayo, carbonization, ug graphitization, sa katapusan makuha.C/C composite nga mga materyales. Ang disbentaha niini mao nga gikinahanglan ang balik-balik nga impregnation ug mga siklo sa carbonization aron makab-ot ang mga kinahanglanon sa densidad. Ang komposisyon ug istruktura sa impregnant sa liquid phase impregnation pamaagi mao ang importante kaayo. Dili lamang kini makaapekto sa kahusayan sa densification, apan makaapekto usab sa mekanikal ug pisikal nga mga kabtangan sa produkto. Ang pagpaayo sa carbonization yield sa impregnant ug pagkunhod sa viscosity sa impregnant kanunay nga usa sa mga importanteng isyu nga masulbad sa pag-andam sa C / C composite nga mga materyales pinaagi sa liquid phase impregnation nga pamaagi. Ang taas nga viscosity ug ubos nga carbonization nga ani sa impregnant mao ang usa sa importante nga mga rason alang sa taas nga gasto sa C / C composite nga mga materyales. Ang pagpauswag sa pasundayag sa impregnant dili lamang makapauswag sa kahusayan sa produksiyon sa C / C composite nga mga materyales ug makunhuran ang ilang gasto, apan mapaayo usab ang lainlaing mga kabtangan sa C / C composite nga mga materyales. Anti-oxidation nga pagtambal sa C/C composite nga mga materyales Ang Carbon fiber nagsugod sa pag-oxidize sa 360°C sa hangin. Ang graphite fiber mas maayo og gamay kay sa carbon fiber, ug ang temperatura sa oksihenasyon niini nagsugod sa pag-oxidize sa 420°C. Ang temperatura sa oksihenasyon sa C/C composite nga mga materyales maoy mga 450°C. Ang C / C composite nga mga materyales dali ra nga ma-oxidize sa usa ka taas nga temperatura nga oxidative nga atmospera, ug ang rate sa oksihenasyon kusog nga nagdugang sa pagtaas sa temperatura. Kung wala’y mga lakang nga anti-oxidation, ang dugay nga paggamit sa C / C composite nga mga materyales sa usa ka taas nga temperatura nga oxidative nga palibot dili malikayan nga hinungdan sa mga katalagman nga sangputanan. Busa, ang anti-oxidation nga pagtambal sa C/C composite nga mga materyales nahimong usa ka kinahanglanon nga bahin sa proseso sa pag-andam niini. Gikan sa panglantaw sa anti-oxidation teknolohiya, kini mahimong bahinon ngadto sa internal nga anti-oxidation teknolohiya ug anti-oxidation taklap nga teknolohiya.

Yugto sa singaw sa kemikal

Chemical vapor deposition (CVD o CVI) mao ang pagdeposito sa carbon direkta sa mga pores sa blangko aron makab-ot ang katuyoan sa pagpuno sa mga pores ug pagdugang sa densidad. Ang gideposito nga carbon dali nga graphitize, ug adunay maayo nga pisikal nga pagkaangay sa fiber. Dili kini mokunhod sa panahon sa re-carbonization sama sa impregnation nga pamaagi, ug ang pisikal ug mekanikal nga mga kabtangan niini nga pamaagi mas maayo. Bisan pa, sa panahon sa proseso sa CVD, kung ang carbon ibutang sa ibabaw sa blangko, kini makapugong sa gas gikan sa pagsabwag sa mga internal nga pores. Ang carbon nga gideposito sa ibabaw kinahanglan nga tangtangon sa mekanikal nga paagi ug dayon usa ka bag-ong hugna sa pagdeposito kinahanglan himuon. Alang sa baga nga mga produkto, ang pamaagi sa CVD usab adunay pipila ka mga kalisud, ug ang siklo niini nga pamaagi taas usab kaayo.