Pêvajoya amadekirina materyalên pêkhatî yên karbonê

Berfirehiya Materyalên Pêkhatî yên Karbon-Karbon

Karbon/karbon (C/C) madeya pêkhatîMateryalek pêkvekirî ya fîbera karbonê ye ku bi rêzek taybetmendiyên hêja yên wekî hêz û modulusa bilind, giraniya taybetî ya ronahiyê, rêjeya berfirehbûna termal a piçûk, berxwedana korozyonê, berxwedana şoka termal, berxwedana felqê ya baş, û aramiya kîmyewî ya baş e. Ew celebek nû ya materyalê tevlihev a germahiya ultra-bilind e.

C/C materyalê pêkhatîmateryalek endezyariya yekbûyî ya struktur-fonksiyonê ya germî ya hêja ye. Mîna materyalên din ên pêkhatî yên bi performansa bilind, ew avahiyek pêkhatî ye ku ji qonaxek fîber-hêzkirî û qonaxek bingehîn pêk tê. Cûdahî ev e ku hem qonaxa bihêzkirî û hem jî qonaxa bingehîn ji karbona paqij bi taybetmendiyên taybetî pêk tê.

Karbon/karbon madeyên pêkhatîbi giranî ji karbonê, qumaşê karbonê, fîbera karbonê wekî hêzdarkirinê, û karbona ku ji buharê hatî razandin wekî matrixê têne çêkirin, lê ew tenê yek hêmanek heye, ew jî karbon e. Ji bo ku tîrêjê zêde bibe, karbona ku ji hêla karbonîzasyonê ve hatî çêkirin bi karbonê an jî bi rezîn (an asfaltê) tê rijandin, ango materyalên karbon/karbonê yên pêkhatî ji sê madeyên karbonê têne çêkirin.

Pêvajoya çêkirina materyalên pêkhatî yên karbon-karbonê

1) Hilbijartina fiber karbonê

Hilbijartina pakêtên fîbera karbonê û sêwirana strukturel a qumaşên fîberê bingehê çêkirinê yeC/C pêkhatî. Taybetmendiyên mekanîkî û taybetmendiyên termofizîkî yên pêkhateyên C/C dikarin bi hilbijartina bi rêkûpêk celebên fîberê û parametreyên tevna cilê, wek arastekirina rêvekirina çîçekê, cihêbûna çîçekê, naveroka qebareya tîrêjê, hwd, werin destnîşankirin.

2) Amadekirina pêşnumaya karbonê

Preforma fîbera karbonê vedibêje valahiyek ku li gorî şeklê hilber û daxwazên performansê li gorî şeklê hilber û daxwazên performansê di forma strukturî ya pêdivî ya fîberê de tê çêkirin da ku pêvajoya dakêşandinê pêk bîne. Sê rêbazên sereke yên pêvajoyê ji bo beşên avahîsaziyê yên pêşdibistanê hene: tevna nerm, tevna hişk û tevna tevlihev a nerm û hişk. Pêvajoyên tevnhevkirinê yên sereke ev in: tevna rîşa hişk, lihevhatina koma rokê ya pêşwext, qulkirina tevnên xweş, çîçeka fîberê û tevna tev-alî ya sê-alî. Heya nuha, pêvajoya tevlêkirina sereke ya ku di materyalên pêkhatî yên C de tê bikar anîn, tevnhevkirina pir-alî ya tevahî sê-alî ye. Di dema pêvajoya tevnandinê de, hemî fîberên pêçandî di rêgezek diyarkirî de têne rêz kirin. Her fiber li ser arasteka xwe bi rengek diyarkirî tê veqetandin û bi hevûdu ve tê girêdan da ku qumaşek çêbike. Taybetmendiya wê ev e ku ew dikare tevnek tevhev a piralî ya sê-alî pêk bîne, ku dikare bi bandor naveroka fîberan di her rêgezek materyalê pêkhatî C/C de kontrol bike, da ku materyalê pêkhatî C/C dikare taybetmendiyên mekanîkî yên maqûl bixebite. di her alî de.

3) Pêvajoya denserkirina C/C

Rêje û karbidestiya dendikbûnê bi piranî ji hêla strukturên qumaşê û pîvanên pêvajoyê yên materyalê bingehîn ve tê bandor kirin. Rêbazên pêvajoyê yên ku niha têne bikar anîn di nav de karbonîzasyona gemarî, depokirina buhara kîmyewî (CVD), ketina buhara kîmyewî (CVI), depokirina şilava kîmyewî, pyrolysis û rêbazên din hene. Du celebên sereke yên rêbazên pêvajoyê hene: pêvajoya karbonîzasyona îmregnasyonê û pêvajoya ketina vaporê ya kîmyewî.

Impregnation-karbonîzasyona qonaxa avî

Rêbaza nefskirina qonaxa avî di amûran de bi rêkûpêk hêsan e û xwedan serîlêdanek berfireh e, ji ber vê yekê rêbaza nefskirina qonaxa şil ji bo amadekirina materyalên pêkhatî yên C/C rêbazek girîng e. Ew e ku pêşforma ku ji fîbera karbonê hatî çêkirin di nav nebatê şil de bihêle, û nebat bi tevahî bi zextê bikeve nav valahiyên pêşformê, û dûv re bi rêzek pêvajoyên wekî dermankirin, karbonîzasyon, û grafîtîkirinê, di dawiyê de were bidestxistin.C/C materyalên pêkhatî. Kêmasiya wê ev e ku ji bo bidestxistina hewcedariyên danûstendinê ew dûbare çerxên rijandin û karbonîzasyonê digire. Pêkhatin û strukturê nebatê di rêbaza nefskirina qonaxa şil de pir girîng e. Ew ne tenê bandorê li kargêriya dendikê dike, lê di heman demê de bandorê li taybetmendiyên mekanîkî û laşî yên hilberê jî dike. Kêmkirina berberiya karbonîzasyona nebatê û kêmkirina vîskozîteya nebatê her gav yek ji wan mijarên sereke ye ku di amadekirina materyalên pêkhatî yên C/C de bi rêbaza îmhakirina qonaxa şil tê çareser kirin. Vîskozîteya bilind û berberiya karbonîzasyona kêm a nebatê yek ji sedemên girîng ên lêçûna bilind a materyalên pêkhatî yên C/C ye. Başkirina performansa nebatê ne tenê dikare karbidestiya hilberîna materyalên pêkhatî yên C/C baştir bike û lêçûna wan kêm bike, lê di heman demê de taybetmendiyên cihêreng ên materyalên pêkhatî yên C/C jî baştir bike. Dermankirina dijî-oksîdasyonê ya materyalên pêkhatî yên C/C Fibera karbonê di 360°C de li hewayê dest bi oksîdasyonê dike. Fibera grafît hinekî ji fîbera karbonê çêtir e, û germahiya wê ya oksîdasyonê di 420 °C de dest pê dike. Germahiya oksîdasyona materyalên pêkhatî yên C/C bi qasî 450 °C ye. Materyalên pêkhatî yên C/C pir hêsan in ku di atmosferek oksîtîf ​​a germahiya bilind de oksîde bibin, û bi zêdebûna germahiyê re rêjeya oksîdasyonê bi lez zêde dibe. Ger tedbîrên antî-oksîtasyonê tune bin, karanîna dirêj-dirêj a materyalên pêkhatî yên C/C di hawîrdorek oksîtîf ​​a germahiya bilind de dê bê guman bibe sedema encamên felaketê. Ji ber vê yekê, dermankirina dijî-oksîdasyonê ya materyalên pêkhatî yên C/C bûye beşek domdar a pêvajoya amadekirina wê. Ji perspektîfa teknolojiya antî-oksîdasyonê, ew dikare li teknolojiya antî-oksîdasyonê ya navxweyî û teknolojiya pêlava dijî-oksîdasyonê were dabeş kirin.

Qonaxa Vapora Kîmyewî

Depokirina buhara kîmyewî (CVD an CVI) ew e ku karbonê rasterast di porên valahiyê de bihêle da ku bigihîje armanca dagirtina poran û zêdekirina dendikê. Karbona depokirî grafîtîkirinê hêsan e, û bi fiberê re lihevhatina laşî ya baş heye. Ew ê di dema ji nû ve-karbonîzasyonê de mîna rêbaza gemarkirinê piçûk nebe, û taybetmendiyên fizîkî û mekanîkî yên vê rêbazê çêtir in. Lêbelê, di dema pêvajoya CVD-ê de, ger karbon li ser rûyê valahiyê were razandin, ew ê pêşî li belavbûna gazê li porên hundur bigire. Pêdivî ye ku karbona ku li ser rûyê erdê hatî razandin bi mekanîkî were rakirin û dûv re dorvegerek nû ya hilweşandinê were kirin. Ji bo hilberên stûr, rêbaza CVD-ê jî hin dijwarî hene, û çerxa vê rêbazê jî pir dirêj e.