Undirbúningsferli koltrefja samsettra efna

Yfirlit yfir kolefni-kolefni samsett efni

Kolefni/kolefni (C/C) samsett efnier koltrefjastyrkt samsett efni með röð framúrskarandi eiginleika eins og mikinn styrk og stuðul, léttan eðlisþyngd, lítinn varmaþenslustuðul, tæringarþol, hitaáfallsþol, góða núningsþol og góðan efnastöðugleika. Það er ný tegund af samsettu efni með ofurháhita.

C/C samsett efnier frábært hitauppbyggingarvirkt samþætt verkfræðilegt efni. Eins og önnur afkastamikil samsett efni er það samsett uppbygging sem samanstendur af trefjastyrktum fasa og grunnfasa. Munurinn er sá að bæði styrktur fasinn og grunnfasinn eru samsettur úr hreinu kolefni með sérstaka eiginleika.

Kolefni/kolefni samsett efnieru aðallega úr kolefnisfilti, kolefnisdúk, koltrefjum sem styrkingu og gufuútfellt kolefni sem fylki, en það hefur aðeins eitt frumefni, sem er kolefni. Til þess að auka þéttleikann er kolefnið sem myndast við kolsýringu gegndreypt með kolefni eða gegndreypt með plastefni (eða malbiki), það er að segja kolefni/kolefni samsett efni eru úr þremur kolefnisefnum.

Framleiðsluferli kolefnis-kolefnis samsettra efna

1) Val á koltrefjum

Val á koltrefjabúntum og byggingarhönnun trefjaefna eru grundvöllur framleiðslunnarC/C samsett. Hægt er að ákvarða vélræna eiginleika og hitaeðlisfræðilega eiginleika C/C samsettra efna með því að velja skynsamlega trefjategundir og efnisvefunarfæribreytur, svo sem stefnu garnbúnt fyrirkomulag, bil garnbúnt, rúmmál garn búnts osfrv.

2) Undirbúningur koltrefja forforms

Forform úr koltrefjum vísar til eyðu sem er mynduð í nauðsynlega burðarform trefjanna í samræmi við lögun vöru og frammistöðukröfur til að framkvæma þéttingarferlið. Það eru þrjár meginvinnsluaðferðir fyrir formótaða burðarhluti: mjúkur vefnaður, harður vefnaður og mjúkur og harður blandaður vefnaður. Helstu vefnaðarferlar eru: þurrt garnvefnaður, forgegndrætt stangarhópaskipan, fínvefningarstunga, trefjavinda og þrívídd fjölstefnuvefnaður. Sem stendur er aðal vefnaðarferlið sem notað er í C ​​samsettum efnum þrívíddar allsherjar vefnaður í mörgum áttum. Í vefnaðarferlinu er öllum ofnum trefjum raðað í ákveðna átt. Hver trefjar eru á móti ákveðnu horni eftir eigin stefnu og samtvinnað hver við aðra til að mynda efni. Einkenni þess er að það getur myndað þrívítt fjölátta heildarefni, sem getur í raun stjórnað rúmmálsinnihaldi trefja í hvora átt C/C samsetts efnisins, þannig að C/C samsett efni geti haft sanngjarna vélræna eiginleika í allar áttir.

3) C/C þéttingarferli

Stig og skilvirkni þéttingar eru aðallega fyrir áhrifum af uppbyggingu efnisins og ferlisbreytum grunnefnisins. Vinnsluaðferðirnar sem nú eru notaðar eru meðal annars gegndreypingarkolsýring, efnagufuútfelling (CVD), efnagufuíferð (CVI), efnafræðileg vökvaútfelling, hitagreining og aðrar aðferðir. Það eru tvær megingerðir vinnsluaðferða: gegndreypingarkolunarferli og efnagufuíferðarferli.

Vökvafasa gegndreyping-kolefnisgjöf

Vökvafasa gegndreypingaraðferð er tiltölulega einföld í búnaði og hefur víðtæka notkun, svo fljótandi fasa gegndreypingaraðferð er mikilvæg aðferð til að undirbúa C/C samsett efni. Það er að dýfa forforminu úr koltrefjum í vökva gegndreypið og láta gegndreypið smjúga að fullu inn í tóm forformsins með þrýstingi og síðan í gegnum röð ferla eins og herðingu, kolsýringu og grafitization, að lokum fáC/C samsett efni. Ókostur þess er að það þarf endurtekna gegndreypingu og kolsýringarlotur til að ná þéttleikakröfunum. Samsetning og uppbygging gegndreypingar í vökvafasa gegndreypingaraðferðinni eru mjög mikilvæg. Það hefur ekki aðeins áhrif á þéttingarvirkni heldur hefur það einnig áhrif á vélræna og eðlisfræðilega eiginleika vörunnar. Að bæta kolsýringarafrakstur gegndreypingarefnisins og draga úr seigju gegndreypingarefnisins hefur alltaf verið eitt af lykilmálum sem þarf að leysa við undirbúning C/C samsettra efna með vökvafasa gegndreypingaraðferð. Mikil seigja og lágt kolsýringarafrakstur gegndreypingarefnisins er ein mikilvægasta ástæðan fyrir háum kostnaði við C/C samsett efni. Að bæta frammistöðu gegndreypingarefnisins getur ekki aðeins bætt framleiðslu skilvirkni C / C samsettra efna og dregið úr kostnaði þeirra, heldur einnig bætt ýmsa eiginleika C / C samsettra efna. Andoxunarmeðferð á C/C samsettum efnum Koltrefjar byrja að oxast við 360°C í loftinu. Grafíttrefjar eru aðeins betri en koltrefjar og oxunarhitastig þeirra byrjar að oxast við 420°C. Oxunarhitastig C/C samsettra efna er um 450°C. C/C samsett efni er mjög auðvelt að oxa í háhita oxandi andrúmslofti og oxunarhraði eykst hratt með hækkun hitastigs. Ef engar andoxunarráðstafanir eru til staðar mun langtímanotkun C/C samsettra efna í oxunarumhverfi við háan hita óhjákvæmilega valda skelfilegum afleiðingum. Þess vegna hefur andoxunarmeðferð C/C samsettra efna orðið ómissandi hluti af undirbúningsferli þess. Frá sjónarhóli andoxunartækni má skipta henni í innri andoxunartækni og andoxunarhúðunartækni.

Efnagufufasi

Efnafræðileg gufuútfelling (CVD eða CVI) er að setja kolefni beint í svitahola eyðublaðsins til að ná þeim tilgangi að fylla svitaholurnar og auka þéttleikann. Auðvelt er að grafíta útsett kolefni og hefur góða líkamlega eindrægni við trefjarnar. Það mun ekki skreppa saman við endurkolun eins og gegndreypingaraðferðina og eðlisfræðilegir og vélrænir eiginleikar þessarar aðferðar eru betri. Hins vegar, meðan á CVD ferlinu stendur, ef kolefni er sett á yfirborð eyðublaðsins, mun það koma í veg fyrir að gasið dreifist inn í innri svitahola. Fjarlægja ætti kolefnið sem sett er á yfirborðið með vélrænum hætti og síðan ætti að framkvæma nýja útfellingu. Fyrir þykkar vörur hefur CVD aðferðin einnig ákveðna erfiðleika og hringrás þessarar aðferðar er líka mjög löng.