Kaʻina hana hoʻomākaukau o nā mea hoʻohuihui carbon fiber

ʻO ka nānā ʻana o nā mea hoʻohui carbon-carbon Composite

ʻO ke kalapona/carbon (C/C).ʻO ia ka mea i hoʻohui ʻia i ka carbon fiber i hoʻohui ʻia me kahi ʻano o nā waiwai maikaʻi loa e like me ka ikaika kiʻekiʻe a me ka modulus, ka māmā kikoʻī kikoʻī, ka liʻiliʻi hoʻonui ʻana i ka wela, ka pale ʻana i ka corrosion, ke kūpaʻa haʻalulu wela, ke kūpaʻa friction maikaʻi, a me ke kūpaʻa kemika maikaʻi. He ʻano hou ia o ka mea hoʻohuihui wela kiʻekiʻe loa.

C/C mea huiHe mea hoʻolālā wela maikaʻi loa i hoʻohui ʻia. E like me nā mea hana kiʻekiʻe ʻē aʻe i hui pū ʻia, ʻo ia kahi ʻano hana i haku ʻia me kahi pae i hoʻoikaika ʻia i ka fiber a me kahi pae kumu. ʻO ka ʻokoʻa, ʻo ka pae hoʻoikaika a me ka pae kumu i haku ʻia me ke kalapona maʻemaʻe me nā waiwai kūikawā.

Nā mea hana kalapona/carbon compositeua hana nui ia me ke kalapona, ka lole kalapona, ke kalapona kalapona i mea hooikaika, a me ka mahu i waihoia ma ke ano he matrix, aka, hookahi wale no mea nona, oia ke kalapona. I mea e hoʻonui ai i ka mānoanoa, ua hoʻokomo ʻia ke kalapona i hana ʻia e ka carbonization me ke kalapona a i ʻole i hoʻopaʻa ʻia me ka resin (a i ʻole asphalt), ʻo ia hoʻi, hana ʻia nā mea carbon / carbon composite i ʻekolu mau mea kalapona.

Ke kaʻina hana ʻana o nā mea hoʻohui carbon-carbon composite

1) Ke koho o ke kalapona kalapona

ʻO ke koho ʻana i nā puʻupuʻu carbon fiber a me ka hoʻolālā ʻana o nā lole fiber ke kumu no ka hana ʻanaC/C composite. Hiki ke hoʻoholo ʻia nā waiwai mechanical a me nā waiwai thermophysical o C/C composites ma ke koho pono ʻana i nā ʻano fiber a me nā ʻāpana ulana lole, e like me ka hoʻonohonoho ʻana o ka hulahula, ka hoʻonohonoho ʻana o ka puʻupuʻu yarn, ka nui o ka puʻupuʻu yarn, etc.

2) Hoʻomākaukau i ka carbon fiber preform

ʻO ka carbon fiber preform e pili ana i kahi hakahaka i hoʻokumu ʻia i ke ʻano o ke ʻano o ka fiber e like me ke ʻano o ka huahana a me nā koi hana i mea e hoʻokō ai i ke kaʻina hana densification. ʻEkolu mau kaʻina hana nui no nā ʻāpana i kūkulu mua ʻia: ulana palupalu, ulana paʻakikī a me ka ulana palupalu a paʻakikī. ʻO nā kaʻina hana nui o ka ulana ʻana: ka ulana ʻana i ka ulana maloʻo, ka hoʻonohonoho ʻana o ke koʻokoʻo i hoʻopaʻa ʻia ma mua o ka hoʻonohonoho ʻana, ka puncture ulana maikaʻi, ka wiliwili fiber a me ka ulana holoʻokoʻa ʻekolu-dimensional multi-directional. I kēia manawa, ʻo ke kaʻina hana ulana nui i hoʻohana ʻia i nā mea hoʻohui C he ʻekolu-dimensional ka ulana multi-directional holoʻokoʻa. I ka wā o ka ulana ʻana, ua hoʻonohonoho ʻia nā mea ulana a pau ma kekahi ʻaoʻao. Hoʻopili ʻia kēlā me kēia fiber ma kahi kihi ma kona ʻaoʻao ponoʻī a hui pū kekahi me kekahi e hana i kahi lole. ʻO kona hiʻohiʻona, hiki iā ia ke hana i ʻekolu-dimensional multi-directional lole holoʻokoʻa, hiki ke hoʻomalu pono i ka nui o ka nui o nā fibers i kēlā me kēia ʻaoʻao o ka C/C composite material, i hiki ai i ka C/C composite material ke hoʻohana i nā waiwai mechanical kūpono. ma na aoao a pau.

3) C / C kaʻina hana densification

Hoʻopili nui ʻia ka degere a me ka pono o ka densification e ke ʻano o ka lole a me nā ʻāpana kaʻina o ka mea kumu. ʻO nā kaʻina hana i hoʻohana ʻia i kēia manawa e pili ana i ka carbonization impregnation, chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor infiltration (CVI), chemical liquid deposition, pyrolysis a me nā ʻano hana ʻē aʻe. ʻElua ʻano nui o ke kaʻina hana: impregnation carbonization process and chemical vapor infiltration process.

Liquid māhele impregnation-carbonization

He mea maʻalahi ke kaʻina hana impregnation wai i nā mea hana a he ākea ka hoʻohana ʻana, no laila he ʻano koʻikoʻi ke ʻano o ka wai impregnation no ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea hoʻohui C/C. ʻO ia ka hoʻoheheʻe ʻana i ka preform i hana ʻia o ka carbon fiber i loko o ka wai impregnant, a hana i ka impregnant e komo piha i loko o nā voids o ka preform ma ka pressurization, a laila ma o ke ʻano o nā kaʻina e like me ka curing, carbonization, a me ka graphitization, loaʻa hope.Nā mea hoʻohui C/C. ʻO kona hemahema, ʻo ia ka lawe pinepine ʻana i ka impregnation a me ka carbonization cycles e hoʻokō ai i nā koi density. He mea koʻikoʻi ka haku mele ʻana a me ke ʻano o ka impregnant i ke ʻano wai impregnation. ʻAʻole pili wale ia i ka pono densification, akā pili pū kekahi i nā ʻano mechanical a me ke kino o ka huahana. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka carbonization yield o ka impregnant a me ka hōʻemi ʻana i ka viscosity o ka impregnant ʻo ia kekahi o nā pilikia koʻikoʻi e hoʻoponopono ʻia i ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea hoʻohui C / C ma o ke ʻano wai impregnation. ʻO ka viscosity kiʻekiʻe a me ka haʻahaʻa carbonization yield o ka impregnant kekahi o nā kumu koʻikoʻi no ke kumukūʻai kiʻekiʻe o nā mea hoʻohui C / C. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o ka impregnant ʻaʻole hiki ke hoʻomaikaʻi wale i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono hana o nā mea hana C / C composite a hoʻemi i kā lākou kumukūʻai, akā hoʻomaikaʻi pū i nā ʻano like ʻole o nā mea hoʻohui C / C. Hoʻomaka ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka anti-oxidation o C/C composite material Hoʻomaka ka carbon fiber e oxidize ma 360°C i ka lewa. ʻOi aku ka maikaʻi o ka fiber graphite ma mua o ke kalapona kalapona, a hoʻomaka ka mahana o ka oxidation e oxidize ma 420°C. ʻO ka mahana oxidation o C/C composite material ma kahi o 450°C. He mea maʻalahi loa ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o nā mea hoʻohui C / C i kahi ea oxidative kiʻekiʻe, a piʻi wikiwiki ka nui o ka oxidation me ka piʻi ʻana o ka mahana. Inā ʻaʻohe ana anti-oxidation, ʻo ka hoʻohana lōʻihi ʻana o nā mea hoʻohui C/C i loko o kahi kaiapuni oxidative kiʻekiʻe e hiki ke hopena i nā hopena pōʻino. No laila, ʻo ka mālama anti-oxidation o nā mea hoʻohui C / C ua lilo i mea pono ʻole o kāna kaʻina hoʻomākaukau. Mai ka hiʻohiʻona o ka ʻenehana anti-oxidation, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia i ka ʻenehana anti-oxidation kūloko a me ka ʻenehana pale anti-oxidation.

Māhele Mokulele Kimia

ʻO ka waiho ʻana o ka mahu (CVD a i ʻole CVI) e waiho pololei i ke kalapona i loko o nā pores o ka blank e hoʻokō i ke kumu o ka hoʻopiha ʻana i nā pores a hoʻonui i ka nui. ʻO ke kalapona i waiho ʻia he maʻalahi ke graphitize, a loaʻa iā ia ka pilina kino maikaʻi me ka fiber. ʻAʻole ia e emi i ka wā hou o ka carbonization e like me ke ʻano impregnation, a ʻoi aku ka maikaʻi o nā ʻano kino a me nā mechanical o kēia ʻano. Eia nō naʻe, i ka wā o ke kaʻina CVD, inā waiho ʻia ke kalapona ma ka ʻili o ka blank, e pale ia i ke kinoea mai ka laha ʻana i loko o nā pores o loko. Pono e hoʻoneʻe ʻia ke kalapona i waiho ʻia ma ka ʻili me ka mechanically a laila e hoʻokō ʻia kahi pōʻai hou o ka deposition. No nā huahana mānoanoa, loaʻa i ke ʻano CVD kekahi mau pilikia, a lōʻihi loa ka pōʻai o kēia ʻano.