Prepara procezo de karbonfibra kompozita materialoj

Superrigardo de Karbono-Karbonaj Komponitaj Materialoj

Karbono/karbono (C/C) kunmetita materialoestas karbonfibro plifortigita komponaĵa materialo kun serio de bonegaj propraĵoj kiel alta forto kaj modulo, malpeza specifa pezo, malgranda termika ekspansio koeficiento, koroda rezisto, termika ŝoko rezisto, bona frotado rezisto, kaj bona kemia stabileco. Ĝi estas nova speco de super-alta temperatura komponaĵa materialo.

C/C kunmetita materialoestas bonega termika strukturo-funkcia integra inĝenieristiko. Kiel aliaj alt-efikecaj kompozitaj materialoj, ĝi estas kunmetita strukturo kunmetita de fibro-plifortigita fazo kaj baza fazo. La diferenco estas, ke kaj la plifortigita fazo kaj la baza fazo estas kunmetitaj de pura karbono kun specialaj trajtoj.

Karbono/karbonaj kunmetitaj materialojestas ĉefe faritaj el karbona felto, karbona ŝtofo, karbonfibro kiel plifortigo, kaj vaporo deponita karbono kiel matrico, sed ĝi havas nur unu elementon, kiu estas karbono. Por pliigi la densecon, la karbono generita per karboniĝo estas impregnita per karbono aŭ impregnita per rezino (aŭ asfalto), tio estas, karbono/karbonaj kunmetitaj materialoj estas faritaj el tri karbonaj materialoj.

Produktadprocezo de karbono-karbona kunmetitaj materialoj

1) Elekto de karbona fibro

La elekto de karbonfibraj pakaĵoj kaj la struktura dezajno de fibraj ŝtofoj estas la bazo por fabrikado.C/C kunmetaĵo. La mekanikaj propraĵoj kaj termofizikaj propraĵoj de C/C-kunmetaĵoj povas esti determinitaj racie elektante fibrospecojn kaj ŝtofajn teksajn parametrojn, kiel ekzemple fadenfasko-aranĝorientiĝo, fadenfaskointerspacigon, fadenfaskon volumenenhavon, ktp.

2) Preparado de karbonfibro preformo

Karbonfibra preformo rilatas al malplena, kiu estas formita en la bezonatan strukturan formon de la fibro laŭ la produktoformo kaj agado postuloj por efektivigi la densigprocezon. Estas tri ĉefaj pretigaj metodoj por preformitaj strukturaj partoj: mola teksado, malmola teksado kaj mola kaj malmola miksita teksado. La ĉefaj teksadprocezoj estas: seka teksado, antaŭ-impregnita bastongrupo aranĝo, fajna teksa trapiko, fibra volvaĵo kaj tridimensia multdirekta entuta teksado. Nuntempe, la ĉefa teksadprocezo uzata en C-komponitaj materialoj estas tridimensia entuta plurdirekta teksado. Dum la teksadprocezo, ĉiuj teksitaj fibroj estas aranĝitaj en certa direkto. Ĉiu fibro estas ofsedita laŭ certa angulo laŭ sia propra direkto kaj interplektita unu kun la alia por formi ŝtofon. Ĝia karakterizaĵo estas, ke ĝi povas formi tridimensian multdirektan totalan ŝtofon, kiu povas efike kontroli la volumenan enhavon de fibroj en ĉiu direkto de la C/C-kompona materialo, tiel ke la C/C-kompona materialo povas ekzerci raciajn mekanikajn ecojn. en ĉiuj direktoj.

3) C/C densiga procezo

La grado kaj efikeco de densiĝo estas ĉefe tuŝitaj de la ŝtofa strukturo kaj la procezaj parametroj de la baza materialo. La procedmetodoj nuntempe uzataj inkluzivas impregnan karbonigon, kemian vapordemetadon (CVD), kemian vaporinfiltradon (CVI), kemian likvan deponadon, pirolizon kaj aliajn metodojn. Estas du ĉefaj tipoj de procedaj metodoj: impregna karbonigprocezo kaj kemia vapora enfiltriĝo.

Likva fazo impregnado-karbonigo

Likva faza impregna metodo estas relative simpla en ekipaĵo kaj havas larĝan aplikeblecon, do likva faza impregna metodo estas grava metodo por prepari C/C kunmetitajn materialojn. Ĝi estas mergi la preformon faritan el karbonfibro en la likvan impregnadon, kaj igi la impregnadon plene penetri en la malplenojn de la preformo per premo, kaj poste tra serio de procezoj kiel kuracado, karboniĝo kaj grafitiĝo, fine akiri.C/C kunmetitaj materialoj. Ĝia malavantaĝo estas, ke necesas ripetaj impregnaj kaj karbonigaj cikloj por atingi la densecpostulojn. La konsisto kaj strukturo de la impregnado en la likva faza impregna metodo estas tre gravaj. Ĝi ne nur influas la densigefikecon, sed ankaŭ influas la mekanikajn kaj fizikajn ecojn de la produkto. Plibonigi la karbonigan rendimenton de la impregnado kaj redukti la viskozecon de la impregnado ĉiam estis unu el la ŝlosilaj aferoj por esti solvitaj en la preparado de C/C kunmetitaj materialoj per likva faza impregna metodo. La alta viskozeco kaj malalta karbonigrendimento de la impregnado estas unu el la gravaj kialoj de la alta kosto de C/C kunmetitaj materialoj. Plibonigi la agadon de la impregnado povas ne nur plibonigi la produktan efikecon de C/C kunmetitaj materialoj kaj redukti ilian koston, sed ankaŭ plibonigi la diversajn ecojn de C/C kunmetitaj materialoj. Kontraŭoksida traktado de C/C kunmetitaj materialoj Karbonfibro komencas oksidiĝi je 360 ​​°C en la aero. Grafitfibro estas iomete pli bona ol karbonfibro, kaj ĝia oksidiĝa temperaturo komencas oksigeniĝi je 420 °C. La oksigena temperaturo de C/C kunmetitaj materialoj estas ĉirkaŭ 450 °C. C/C kunmetitaj materialoj estas tre facile oksigeneblaj en alt-temperatura oksidativa atmosfero, kaj la oksigenada rapideco pliiĝas rapide kun la pliiĝo de temperaturo. Se ne ekzistas kontraŭoksidaj mezuroj, la longtempa uzo de C/C kunmetitaj materialoj en alt-temperatura oksidativa medio neeviteble kaŭzos katastrofajn sekvojn. Tial, la kontraŭoksida traktado de C/C kunmetitaj materialoj fariĝis nemalhavebla parto de ĝia prepara procezo. El la perspektivo de kontraŭ-oksida teknologio, ĝi povas esti dividita en internan kontraŭ-oksidatan teknologion kaj kontraŭ-oksidigan tegteknologion.

Kemia Vapora Fazo

Kemia vapordemetado (CVD aŭ CVI) estas deponi karbonon rekte en la porojn de la malplena por atingi la celon plenigi la porojn kaj pliigi la densecon. La deponita karbono estas facile grafitigi, kaj havas bonan fizikan kongruecon kun la fibro. Ĝi ne ŝrumpos dum rekarbonigo kiel la impregna metodo, kaj la fizikaj kaj mekanikaj propraĵoj de ĉi tiu metodo estas pli bonaj. Tamen, dum la CVD-procezo, se karbono estas deponita sur la surfaco de la malplena, ĝi malhelpos la gason disvastigi en la internajn porojn. La karbono deponita sur la surfaco devus esti forigita meĥanike kaj tiam nova rondo de demetaĵo devus esti aranĝita. Por dikaj produktoj, la CVD-metodo ankaŭ havas iujn malfacilaĵojn, kaj la ciklo de ĉi tiu metodo ankaŭ estas tre longa.